Аппарат идеального смешения с отводом тепла

Как уже отмечалось в предыдущей главе, реакторы с неподвижным слоем также могут быть адиабатическими. В других случаях тепло реакции может отводиться или подводиться через стенку реактора. В аппаратах с неподвижным слоем стенка не всегда соответствует стенке трубы. Например, в реакторе синтеза аммиака катализатор помещен между множеством узких трубок, параллельных оси большой трубы (диаметр 1,5 м) эта труба и является в данном случае трубчатым реактором . Такое устройство реактора дает возможность регулировать температуру по всему сечению аппарата, а не только по его периметру. При этом предположение об однородности условий но всему сечению реактора становится более оправданным. Мы будем исследовать только стационарные режимы такого рода одномерных реакторов, для которых единственной независимой переменной является расстояние от входа в реактор. Более сложные задачи связаны с чрезвычайными математическими трудностями и до сих пор изучены плохо. Действительно, в то время как реактор идеального смешения описывается алгебраическими или трансцендентными уравнениями в стационарном режиме и [c.255]

Рис. 22.1. Аппарат идеального смешения с отводом тепла.

Пример 22.4. Аппарат идеального смешения с теплообменом В отличие от предыдущего примера аппарат работает с отводом тепла (рис. 22.1). Для простоты примем, что температура охлаждающего теплоносителя постоянна (например, тепло отводится к кипящей жидкости, либо к идеально перемешанному теплоносителю). [c.131]

Рассмотрим задачу об устойчивости химических процессов на примере тепловой устойчивости экзотермической необратимой реакции 1-го порядка, протекающей в аппарате идеального смешения с отводом тепла. [c.156]

В термодинамическом отношении работа реакторов может протекать в изотермических условиях, т.е. когда в любой части аппарата температура одинакова. Такие условия обеспечиваются в реакторах, работающих в режимах, близких к режиму идеального смешения. В зависимости от знака теплового эффекта реакции при изотермическом режиме обеспечивается равномерный подвод или отвод тепла. [c.622]

Если тепло отводится из реакционного пространства со скоростью большей, чем скорость выделения тепла, процесс всегда устойчив. Когда тепло отводится с меньшей скоростью, реакционное пространство разогревается, скорость реакции (вследствие сильной зависимости от температуры) быстро увеличивается, а вместе с ней повышается и скорость выделения тепла. Это приводит к еще большему увеличению температуры, возрастающей скачком до максимальной величины. В аппаратах, работающих периодически и в режиме полного смешения, скачок температуры происходит во времени, в аппаратах идеального вытеснения — во времени и вдоль пути движения реакционной массы. [c.320]

Политропические реакторы. В этих аппаратах предусмотрен подвод или отвод тепла. Рассуждая аналогично, будем иметь для реактора идеального смешения [c.335]

Разновидностью трубчатого аппарата является полимеризатор для синтеза бутилкаучука (рис. 7.4). Бутилкаучук получают совместной полимеризацией изобутилена с изопреном (1,5—4,5%). Так как скорости полимеризации изобутилена и изопрена различны, то при проведении процесса в реакторе периодического действия реакционная смесь постепенно будет обедняться изобутиленом, скорость полимеризации которого больше, чем скорость полимеризации изопрена. В результате получаемый полимер будет представлять собой смесь частиц с различным содержанием изопрена, что нежелательно. Для получения полимера с постоянными свойствами процесс следовало бы вести в проточном реакторе идеального смешения, в котором поддерживается постоянная концентрация реагентов. В полимеризаторе, показанном на рис. 7.4, приближение к идеальному смешению обеспечивается тем, что циркуляция реагентов внутри аппарата значительно превышает внешнюю циркуляцию, т. е. объемную скорость прокачки реагентов через аппарат. Для интенсивной внутренней циркуляции реагентов предусмотрен осевой насос 4 (пропеллерная мешалка). Для интенсивного отвода тепла, выделяющегося при проведении реакции, аппарат имеет встроенный охлаждаемый трубный пучок 3. [c.182]

Если требуется не очень высокая степень превращения, то аппарат, близкий к идеальному смещению, может оказаться достаточно выгодным, поскольку стоимость аппарата в большой степени зависит от сложности его конструкции. Конструкция аппаратов, близких к идеальному вытеснению, часто достаточно сложна. Особенно трудно в таких аппаратах отводить тепло. В аппаратах же, близких к идеальному смешению, отвод тепла сильно упрощен, поскольку шггенсивное перемешивание улучшает условия теплопередачи. [c.630]

С другой стороны, если требуется не очень высокая степень превращения, то аппарат, близкий к идеальному смешению, может оказаться и достаточно выгодным. Дело в том, что сравнивать аппараты только по объему нельзя. Стоимость аппарата в большой степени зависит от сложности его кснструкции. А конструкция аппарата, близкого к идеальному вытеснению, часто достаточно сложна. Особенно трудно в таких аппаратах отводить тепло. В аппаратах же, близких к идеальному смешению, отвод тепла сильно упрощается, поскольку интенсивное смешение улучшает условия теплопередачи. Так, каталитический трубчатый аппарат близок к аппарату идеального вытеснения, но сложен если же упростить конструкцию, увеличив диаметр трубок, то отюд тепла из осевой зоны трубок ухудшается и процесс нарушается. В то же время в аппарате с псевдоожиженным слоем катализатора отвод тепла осуществляется проще, хотя интенсивное смешение и снижает степень превращения. [c.64]

Теперь перейдем к анализу устойчивости данной реакции. Реак- ция протекает в аппарате идеального смешения. Тепло реакции отводится через поверхность к теплоносителю, имеющему тем-Т1ературу Т . [c.232]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология