Каскад реакторов интенсивность

Часто на практике для полноты завершения химических реакций и обеспечения интенсивности перемешивания прибегают к использованию каскада реакторов полного перемешивания. Схема каскада реакторов приведена на рис. 3.11 [16], [c.49]

В практике проведения химических реакций вследствие неполноты завершения процесса в одной ступени реактора идеального смешения п необходимости (по технологическим соображениям) обеспечить интенсивное перемешивание прибегают к использованию цепочки, или каскада реакторов идеального смешения (рис. 1У-3). [c.290]

В случае последовательных реакций, когда целевой продукт одновременно является полупродуктом, для получения максимального выхода нужно использовать реактор периодического действия или реактор полного вытеснения. Если необходимо интенсивное перемешивание реагентов, например для улучшения теплообмена или развития межфазной поверхности, то процесс можно проводить в каскаде реакторов полного перемешивания при незначительном снижении выхода. [c.342]

Отсюда следует, что время пребывания реагентов в обоих системах одинаково, однако объем каскада реакторов в три раза больше объема единичного . аппарата, и, таким образом, интенсивность питания каскада может возрастать в том же соотношении. Поскольку степень превращения используемых исходных веществ повышается с 0,9 до 0,97, количество продуктов, получаемое с помощью каскада, увеличивается в 3(0,97/0,9) = 3,23 раза. [c.370]

Каскад реакторов занимает промежуточное положение между крайними режимами - смешения и вытеснения, - не только по интенсивности процесса, но и по селективности при протекании сложной реакции. Направление изменения селективности процесса при увеличении п будет таким же, как и ее изменение при переходе от ре- [c.333]

Условия нитрования и состав нитрующей смеси зависят от исходного ароматического соединения. В процессе нитрования нитрующая смесь разбавляется реакционной водой, и ее активность падает. Для количественной оценки нитрующей способности смеси кислот используется так называемый фактор нитрующей активности (ф. н. а), численно равный минимальной концентрации отработанной серной кислоты, обеспечивающей полное использование азотной кислоты. Если азотная кислота полностью израсходована, значение ф. н. а. приближается к концентрации серной кислоты в отработанной смеси. С учетом протекания побочных реакций окисления азотная кислота берется в избытке от 2 до 100% от стехиометрического. Во избежание местных перегревов и подавления побочных реакций окисления нитрование проводят при интенсивном перемещива-нии и охлаждении в каскаде реакторов-нитраторов с противо-точной подачей реагентов исходное сырье подают в первый реактор, а свежую нитрующую смесь — в последний. Органическую фазу от нитрующей смеси отделяют в сепараторе, установленном после каждого нитратора. Условия нитрования и выход некоторых продуктов приведены в табл. 3.7, [c.277]

Нитрование бензола, толуола, хлорбензола проводится преимущественно непрерывными методами в каскаде реакторов-нитраторов с противоточной подачей реагентов и интенсивным перемешиванием двухфазной реакционной смеси. Реакция протекает как в этих фазах, так и на поверхности их раздела. [c.465]

Ячеечная модель достаточно точно воспроизводит свойства потоков в последовательно соединенных аппаратах с мешалками, создающими интенсивное перемешивание (каскады реакторов), в абсорбционных и экстракционных колоннах при некоторых гидродинамических режимах, и удовлетворительно в аппаратах с псевдо-ожиженным слоем. [c.128]

Сравнение выходов продукта (продуктов) в непрерывно работающих реакторах идеального смешения и вытеснения, а также периодически действующего реактора идеального смешения и их реакционных объемов при постоянной конверсии показывает, что в случае последовательных реакций целесообразно использовать реактор периодического действия или реактор вытеснения. Однако если необходимо иметь интенсивный тепло- и массообмен между реагирующими веществами, то можно применять каскад реакторов с перемешиванием (при незначительном снижении выхода). Для последовательных реакций, когда продуктом служит промежуточное вещество, объем реактора вытеснения всегда меньше объема реактора смешения (при одинаковой степени превращения). Такое же соотношение между реакционными объемами реакторов наблюдается в случае, когда скорость реакции уменьшается вследствие накопления продуктов. [c.131]

При нитровании углеводородов или хлорпроизводных реакционная масса состоит из двух несмешивающихся жидкостей. Во избежание местных перегревов и побочных реакций окисления необходимо интенсивное охлаждение и перемешивание, что одновременно способствует ускорению процесса. Его обычно проводят в каскаде реакторов с мешалками после каждого аппарата установлен сепаратор для отделения органической фазы от нитрующей смеси. При этом свежую нитрующую смесь подают в последний реактор где необходимы наиболее жесткие условия для исчерпывающего нитрования исходного вещества. Отработанные кислоты из этого реактора отделяют и направляют в предыдущий аппарат и т. д. так совершается противоток нитрующей смеси по отношению к органическому реагенту. [c.469]

Инициированная полимеризация стирола явилась объектом наиболее интенсивных исследований по моделированию процесса полимеризации в реакторах различного типа. В работах группы канадских исследователей теоретически и экспериментально изучался процесс полимеризации стирола в растворе в реакторе периодического и непрерывного типа а также в каскаде реакторов с мешалками Во всех случаях использовали кинетическую схему радикальной полимеризации, рассмотренную впервые Лью и Амундсоном вводя в нее реакцию передачи цепи на растворитель. Кинетические константы, включая константу обрыва цепи как функцию концентрации растворителя, брали из литературных данных . Подобные исследования опубликованы в Японии 1- и ФРГ в8. [c.333]

В реакторах с интенсивным механическим перемешиванием отклонения от модели идеального смешения совершенно несущественны, и ими можно пренебречь без заметного ущерба для точности математического описания. Поэтому в дальнейшем, не делая специальных оговорок, будем считать, что растворение протекает в каскаде реакторов идеального смешения. [c.130]

На современных установках С-алкилирования большой мощности применяют более эффективные реакторы второго типа — горизонтальные каскадные, в которых охлаждение реакционной смеси осуществляется за счет частичного испарения изобутана, что облегчает регулирование температуры. Реактор представляет собой (рис. 6.11) полый горизонтальный цилиндр, разделенный перегородками обычно на пять секций (каскадов) с мешалками, обеспечивающими интенсивный контакт кислоты с сырьем. Бутилен подводят отдельно в каждую секцию, вслед- [c.685]

Инициированная полимеризация стирола в растворе является предметом интенсивного исследования во многих странах. В соответствии с [138, 139] изложим основные результаты инициированной полимеризации стирола в бензоле. Экспериментальные и теоретические результаты сопоставлены для конверсии и ММР (получаемого методом гель-проникающей хроматографии) для периодического и непрерывного процесса в реакторе с мешалкой н в каскаде реакторов. Это одна из наиболее полных работ по математическому моделированию полимеризационных процессов. Кинетическая схема включает традиционный механизм радикальной полимеризации с учетом передачи цепи на мономер и растворитель [c.240]

При нитровании ароматических углеводородов выделяется тепло — примерно 150 кДж на 1 нитрогруппу. Во избежание местных перегревов и побочных реакций окисления нитрование проводят при интенсивном перемешивании с применением охлаждения. Процесс проводится в каскаде реакторов—нитраторов с противо-точной подачей реагента свежее углеводородное сырье подают в [c.467]

При нитровании углеводородов или хлорпроизводных реакционная масса состоит из двух несмешивающихся жидкостей. Во избежание местных перегревов и побочных реакций окисления необходимо интенсивное охлаждение и перемешивание, что одновременно способствует ускорению процесса. Его обычно проводят в каскаде реакторов с мешалками после каждого аппарата уста- [c.409]

Движущая сила в каскаде реакторов. При малом времени реакции она может проводиться в реакционных трубчатках. Трубчатка обеспечивает интенсивный теплоотвод в результате турбулентного движения смеси в ней и идеальное вытеснение по концентрациям, так как 11(1 велико. При большом же времени реакции длина трубчатки I оказывается недопустимо большой. В таком случае применяется каскад (батарея) последовательно соединенных аппаратов с мешалками. Хотя перемешивание для хода химической реакции, проводимой в жидкой фазе, является вредным, поскольку уменьшает движущую силу процесса, но для интенсификации отвода тепла реакции оно необходимо. [c.39]

На практике, однако, точно реализовать оптимальный температурный профиль по длине аппарата в виде плавной кривой, как правило, не удается, поскольку для этого нужно обеспечить отвод теплоты с переменной интенсивностью. Чаще всего оптимальный расчетный профиль температуры реализуется ступенчато — либо в виде каскада реакторов с различными температурами, либо при помощи нескольких холодильников, последовательно расположенных по длине проточного реактора. [c.117]

Объемная интенсивность питания сравниваемых систем (единичного реактора полного перемешивания и трехступенчатого противоточного каскада) об- [c.370]

В зависимости от интенсивности обратного перемешивания систему со смешением можно рассматривать или как проточную модель с продольным перемешиванием, определяемую величиной N (см. стр. 89), или как каскад из кубовых реакторов (см. стр. 86). При N > 10 и > 10 результаты для обеих моделей приблизительно одинаковы. [c.92]

Понятно, что использование каскада аппаратов для проведения биохимических процессов открывает большие возможности наиболее эффективного управления этими процессами. В этих случаях возможна подпитка отдельных аппаратов дополнительными потоками субстрата и регулирования подачи кислорода в те или иные аппараты и, наконец, возможно регулирование процесса вследствие разной интенсивности перемешивания в реакторах. Все это ведет к тому, что для каждого из аппаратов системы может быть использована индивидуальная модель структуры потоков. Здесь открывается возможность за счет комбинации моделей структуры потоков отдельных ячеек сформулировать требования к конструкции наиболее эффективного реактора. [c.75]

Если в производстве диоксида хлора в качестве восстановителя используют соляную кислоту, процесс можно проводить по замкнутому циклу. Вытекающий из каскада электролизеров смешанный хлорид-хлоратный раствор поступает в реактор для получения диоксида хлора, а отработанный раствор после взаимодействия с соляной кислотой и отгонки СЬ, СЮг и корректировки значения pH вновь подается на электролиз. При использовании анодов, активированных благородными металлами, интенсивной внешней циркуляции электролита и при температуре 75—80 °С выход по току может быть примерно 94%. [c.70]

Таким образом, первый реактор в каскаде должен работать при максимально возможной температуре. Реакторы интенсивного перемешивания позволяют достичь больших коэффициентов теплопередачи, однако и в них трудно развить большую поверхность теплопередачи на единицу объема. Увеличение же температуры теплоносителя связано с большими издержками, особенно при использовании в качестве теплоносителя водяного пара. Поэтому существует противоречие между требованием минимального объема для первого реактора для прямого гидрогеиолиза глюкозы и максимальной температуры в этом реакторе. Выход может быть найден в раздельном (предварительном) подогреве водорода и большей части растворителя перед подачей их в первый реактор в этом случае концентрированная суспензия катализатора в растворе углеводов должна подаваться в головной реактор отдельным дозировочным насосом без подогрева. К аналогичному выводу о необходимости раздельного ввода глюкозы в реактор гидрогено-лиза пришли Н. А. Васюнина и Ю. М. Ковкин [82], а также Э. М. Сульман [27] необходима проверка этого предложения в проточных условиях. [c.141]

Крупнотоииажные произ-ва К. с.-непрерывные технол. процессы, осуществляемые в батареях (каскадах) реакторов емкостью 15-20 м каждый, снабженных интенсивными перемешивающими устройствами и рубашками, через к-рые циркулирует хладагент. Тепло может отводиться и за счет испарения мономера или р-рителя. Полученные К. с. выделяют из эмульсии или р-ра, подвергают сушке, брикетированию (обычно масса брикета 30 кг) и упаковке. [c.358]

В процессе необходимо обеспечить гидродинамический режим идеального перемешивания (полного смешения), что обусловливает мгновенное выравнивание концентрации и температуры во всем реакционном объеме. По условиям кинетики проведения процесса время перемешивания должно быть равно Тпер = 90 с. Следовательно, при непрерывном ведении полимеризации необходима раздельная подача реагентов в аппарат. С этой целью лучше выбрать каскад реакторов с интенсивным перемешиванием взаимодействующих фаз. [c.197]

Зависимость относительной производительности реакторов вытеснения и смешения от конверсии для реакций различных порядков приведена на рис. 3.14, из которого видно, что различие по производительности тем больше, чем выше конверсия и порядок реакции. Следовательно, в большинстве случаев наиболее высокопроизводительными являются реакторы непрерывного действия идеального вьггеснения. Вместе с тем широко распространенные гетерогенные процессы, особенно сопровождаемые быстрыми высокоэндотермическими реакциями, требуют применения аппаратов с интенсивным перемешиванием взаимодействующих фаз. Для увеличения производительности таких реакторных устройств часто применяют их секционирование или используют каскад последовательно соединенных аппаратов. [c.132]

Резкий рост интенсивности производства суспензионного ПВХ возможен за счет ликвидации непроизводительных простоев при переводе реакторов-полимеризаторов в непрерывный режим работы. Разработки в этом направлении ведутся в нащей стране и за рубежом уже длительное время. Известны некоторые технологические рещения по аппаратурному оформлению непрерывного процесса в реакторах трубчатого типа, в емкостных реакторах с перегородками, в каскаде реакторов. Однако до сих пор эти разработки не доведены до промыщлен-ной реализации, что обусловлено больщими трудностями, связанными с получением продукта удовлетворительного качества и длительным ведением непрерывного процесса вследствие коркообразования и забивки трубопроводов В последние годы найдены удачные рецептуры, обеспечивающие высокую устойчивость процесса полимеризации ВХ, открыты эффективные антикоркообразователи (нигрозин, соль Фреми, нитрит натрия и др.) [111] и разработаны теоретические основы процесса полимеризации, что дает основание надеяться на рещение этой проблемы в ближайщие годы. В частности, в СССР предполагается пустить промыщленную установку непрерывной суспензионной полимеризации ВХ с удельной мощностью по 375-425 т/(м -год). [c.8]

По второму способу окисление изопропилбензола проводи в каскаде реакторов в водно-щелочной эмульсии (1 %-й раств соды) при температуре 90 С, давлении 0,5-1 МПа, pH сре, 8,5-10,5 в присутствии поверхносто-активных веществ и интенсивном перемешивании. [c.324]

Улучшение гидродинамических условий взаимодействия фаз, как правило, ускоряет процесс экстрагирования в аппаратах периодического действия, но может привести к отрицательным результатам в прямо- или противоточных аппаратах непрерывного действия. Вибрации, пульсации, электроимпульсные воздействия, псевдоожижение и некоторые другие способы вызывают интенсивное продольное перемешивание фаз, в ре-зупьтате чего аппарат по гидродинамическим условиям приближается к режиму идеального смешения и его эффективность резко снижается. Для устранения этого аппараты вьшолняют секциошрованными. В каждой из секций гидродинамический режим близок к режиму идеального смешения, а сам аппарат — к каскаду реакторов идеального смещения с прямоточным или противоточным движением фаз. Однако расчеты показывают, что замена обычного противоточного экстракта на де-сятасекционный может привести к уъеличению потерь ЦК более чем на 50 % [50]. [c.495]

В ряде случаев в аппарате действительно можно выделить участки по ходу потока, на каждом из которых жидкость более или менее полно перемешивается. Схема ячеечной модели близка, например, к картине движения жидкости через каскад реакторов с мешалками или через тарельчатую барботажную колонну провального типа, в которой жидкость интенсивно перемешивается на каждой тарелке и быстро переливается с тярелки на тарелку. [c.163]

Полимеризацию винилацетата проводят в каскаде реакторов 12—15, кудй непрерывно через дозировочные насосы 23—25 подают мономер, пероксид водорода и водную фазу в строго заданном соотношении. Водная фаза представляет собой водный раствор поливинилового спирта с добавками сульфата железа и муравьиной кислоты. Водную фазу готовят в двух парах аппаратов 10, 20 и //, 21, работающих попеременно в аипаратах 10 -а 11 готовят водный раствор П0ЛИВ1ИНИЛ0В0Г0 спирта, а в аппаратах 20 и 21 добавляют к нему муравьиную кислоту и сульфат железа. Полимеризацию винилацетата начинают вести при 80—85 °С при интенсивном кипении мономера (первый реактор в каскаде) и оканчивают при 65—70°С (последний реактор в каскаде). Степень завершения процесса составляет не менее 99%. [c.355]

При нитровании ароматических углеводородов выделяется тепло — примерно 36 ккал ( 150 кДж) на 1 нитрогруппу. Во избежание местных перегревов и побочных реакций окисления нитрование проводят при интенсивном перемешивании с применением охлаждения. Процесс проводится в каскаде реакторов-нитраторов с противоточной подачей реагентов свежеё углеводородное сырье подают в первый нитратор, а свежую нитрующую смесь — в последний. После каждого реактора в сепараторе проводится разделение органической фазы и нитрующей смеси последнюю подают в предыдущий аппарат. [c.141]

В одном из них (рис. 93, б) применяют каскад из двух-трех реакторов с турбинными мешалками, охлаждающими змеевиками и рубашками. Внутри реактора благодаря цилиндрическому кожуху создается высокотурбулентный вертикальный поток смеси, обеспечивающий интенсивную циркуляцию и теплоотвод. При этом жидкость движется последовательно через все реакторы каскада, а разбавленный воздухом SO3 подают параллельно в каждый из них. [c.325]

На современных установках С-алкилирования большой мощности применяют более эффективные реакторы второго типа — горизонтальные каскадные, в которых охлаждение реакционной смеси осуществляется за счет частичного испарения изобутана, что облегчает регулирование температуры. Реактор представляет собой (рис. 6.14) полый горизонтальный цилиндр, разделенный перегородками обычно на пять секций (каскадов) с мешалками, обеспечивающими интенсивный контакт кислоты с сырьем. Бутилен подводят отдельно в каждую секцию, вследствие чего концентрация олефина в секциях очень мала, это позволяет подавить побочные реакции. Серная кислота и изобутан поступают в первую секцию, и эмульсия перетекает через вертикальные перегород- [c.254]

Занимая промежуточное положение между системами идеальных режимов по значению критерия Боденщтейна, каскад секций полного смешения и реакторы с продольным перемещи-ванием характеризуются зависимостью выхода продуктов сложных реакций не только от степени превращения исходных веществ, но и от интенсивного продольного перемещивания, т. е. от числа секций каскада т или от кратности циркуляции реакционной массы Гц. Это можно проследить на примере последовательной реакции первого порядка А - В О. [c.209]

Температурный режим процесса и распределение объема катализатора по реакторам. Поскольку процесс риформирования сильно эндотермичен, его осуществляют в каскаде из трех-четырех реакторов с промежуточным подогревом сырья. В первом по ходу сырья реакторе проходит в основном протекающая с наибольшей скоростью сильно эндотермическая реакция дегидрирования нафтенов. В последнем реакторе протекают преимущественно эндотермические реакции дегидроциклизации и достаточно интенсивно экзотермические реакции гидрокрекинга парафинов. Поэтому в первом реакторе имеет место наибольший (30...50°С), а в последнем наименьший перепад (градиент) температур между входом в реактор и выходом из него. Высокий температурный градиент в головных реакторах риформинга можно понизить, если ограничить глубину протекающих в них реакций ароматизации. Это может быть достигнуто при заданном температурном режиме только уменьшением времени контакта сырья с катализатором, т. е. объема катализатора в них. В этой связи на промышленных установках риформинга головной реактор имеет наименьший объем катализатора, а хвостовой — наибольший. Для трехреакторного блока распределение объема катализатора по ступеням составляет от 1 2 4 до 1 3 7 (в зависимости от химического состава сырья и целевого назначения процесса), а для четырехреакторного оно может быть, например, 1 1, 5 2, 5 5. [c.743]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология