Реактор выбор типа аппарата

На этапе макрокинетических исследований решают следующие задачи 1) выбор типа опытного реактора, осуществляемый в соответствии с данными об организации процесса 2) определение модели гидродинамики процесса на основе данных о структуре потоков 3) анализ диффузионных эффектов, процессов массо- и теплопереноса в аппарате и оценка соответствующих тепловых и диффузионных параметров 4) синтез статической математической модели и процесса, установление ее адекватности 5) статическая оптимизация 6) синтез динамической модели процесса и установление ее адекватности анализ параметрической чувствительности 7) анализ устойчивости теплового режима процесса 8) динамическая оптимизация. [c.29]

После выбора оптимальной емкости [6] задача сво дится к выбору одного из типов стандартного аппарат данной емкости с мешалкой соответствующей конструк ции и определенной частоты вращения, а также с соот ветствующей конструкцией и размерами элементов обо грева реакторов объемного типа [12]. [c.12]

В книге рассмотрены важнейшие понятия химической кинетики. Изложены основы теории реакторов различных типов (периодического и непрерывного действия, колонных каскадов). Описаны реакторы с твердой фазой (неподвижным и псевдоожиженным слоем катализатора). Рассмотрены случаи протекания в аппаратах реакций, сопровождаемых абсорбцией и экстракцией. Приведены методы расчета реакторов с мешалками (аппараты идеального смешения) и трубчатых реакторов (аппараты идеального вытеснения). Даны сравнение реакторных установок и рекомендации по выбору реакторов. Во втором издании книги (первое издание вышло в 1968 г.) более подробно рассмотрены вопросы моделирования и оптимизации реакторов. [c.4]

Основными факторами сравнения химических реакторов, определяющими выбор типа аппарата, являются кинетика химической реакции, отношение порядков основной и побочных реакций, а также распределение времени пребывания реагентов, концентраций и температур в реакционном объеме. Эти факторы в различных типах реакторов могут по-разному влиять на степень превращения реагентов, избирательность их химического превращения, себестоимость получаемого продукта. Одной из важнейших характеристик реактора является его удельная производительность, непосредственно связанная с кинетикой химического процесса и типом аппарата. [c.178]

Таким образом, конструкция реактора должна обеспечивать непрерывное проведение процесса. Для обоснованного выбора типа аппарата нами были проведены исследования кинетики процесса и сщб-делены константы скорости реакции (I) для ряда арилизоцианатов в гексане. [c.43]

Выбор типа аппарата. Получив соотношения между выходом целевого продукта и селективностью, используем формулы (УП1,99), (УП1,100) и (УП1,101) для выбора типа реактора. [c.316]

Таким образом, если решается задача выбора типа аппарата для проведения параллельной реакции и в качестве критерия оптимальности используется выход целевого продукта, то в зависимости от знака т = П2—Пг может быть выбран либо реактор идеального вытеснения (при т<0), либо реактор идеального смешения (при /п>0). Если т = 0, т. е. порядки обеих реакций одинаковы, то с точки зрения получения максимального выхода рассмотренные типы реакторов равноценны. [c.317]

Рассмотрение закономерностей кинетики химических реакций в открытых и закрытых системах показывает, что форму связи Р (а) для данной реакции обусловливает в основном тип реакционного аппарата, который в ряде случаев оказывает решающее влияние на относительный расход сырья и, следовательно, на себестоимость конечного продукта. Производительность реакционной аппаратуры, как уже сказано, играет второстепенную роль при определении основного показателя экономической эффективности химического производства. Это не следует рассматривать как отказ от интенсификации работы реакционной аппаратуры, однако основная задача технологии состоит в обоснованном выборе типа реактора, способного обеспечить наиболее выгодную для каждого случая форму связи р,, г(а). [c.51]

При выборе типа реактора теоретический режим, выявленный в процессе исследования микрокинетики, является своего рода эталоном, который показывает характер необходимого изменения режима в реакторе с глубиной превращения. Выбирая тип реактора, необходимо знать область протекания процесса (диффузионная или кинетическая). Так, внешнедиффузионные процессы осуществляются в адиабатических реакторах с одним небольшим по высоте слоем катализатора. Далее нужно оценить степень внутридиффузионного торможения процесса на зерне. Если протекают одна простая реакция или несколько параллельных реакций, внутридиффузионное торможение только снижает наблюдаемую активность катализатора. Однако, если полезный продукт частично претерпевает в реакторе какие-то изменения (например, при последовательной схеме реакций с полезным промежуточным продуктом), внутридиффузионное торможение может значительно уменьшить селективность процесса. Чтобы избежать этого, приходится значительно уменьшать размер зерна катализатора, что влияет на выбор типа аппарата. [c.420]

Технологическая схема синтеза дифенилолпропана, выделения его из реакционной массы и очистки показана на рис. 8. Конденсацию фенола с ацетоном осуществляют в стальных эмалированных аппаратах 1 с мешалками (на схеме показан один). Температуру реакционной массы поддерживают в необходимых пределах, подавая воду в рубашку аппарата. Чрезвычайно важным является хорошее размешивание массы — иногда можно повысить выход дифенилолпропана только за счет интенсификации размешивания и правильного выбора конструкции мешалки. Обычно используют якорные мешалки с числом оборотов —70 в минуту. Для проведения синтеза непрерывным способом предложены реакторы горизонтального типа с винтообразными мешалками. [c.116]

Реакторы синтеза метанола изготовляют из высоколегированной стали для предотвращения водородной (взаимодействия водорода с углеродом стали) и карбонильной коррозии. Реакторы высокого давления представляют собой цельнокованые аппараты колонного типа. Так как реакция синтеза экзотермична, важную роль при выборе конструкции реактора играет метод теплоотвода. Чаще всего применяются реакторы полочного типа с промежуточным вводом холодного газа и выносным или встроенным теплообменником. Обычное число полок 5—6 при таком их числе перепад температур входа и выхода газа н на отдельных полках таков, что максимальная температура в аппарате не превышает 380—390 °С. Для пуска агрегата используют встроенный электронагреватель или специальную трубчатую печь. [c.335]

Этап выбора типа основного аппарата (реактора). При проектировании нового процесса следует иметь в виду, что тип реактора, его размеры, наряду с режимными параметрами, являются также искомыми. В ходе построения модели необходимо произвести выбор типа реактора путем сравнения возможных вариантов с учетом влияния на процесс особенностей конструктивного оформления аппарата. С этой целью могут быть использованы последовательные расчеты нескольких вариантов и выбор лучшего из них, анализ лабораторных кинетических экспериментов, информация о работе реакторов при осуществлении аналогичных процессов и др. В неко- [c.60]

В табл. 8-2 представлена простейшая система классификации реакторов, обычно используемых для моделирования в лабораторных каталитических испытаниях. Основные классы реакторов— интегральный, дифференциальный и импульсный микрореактор. Классификация реакторов основана на степени конверсии реагирующего вещества для аппаратов различного типа. Подклассы характеризуют экспериментальные условия их работы. Реактор каждого типа будет обсуждаться и с точки зрения его применимости для получения экспериментальных данных различного назначения выбор катализаторов, получение информации о кинетике процессов, данных для проектирования реакторов и оптимизации процессов. [c.99]

Практически во всех процессах, проводимых в реакторах объемного типа, тепловой режим часто является определяющим. С учетом протекающих в реакторах процессов теплообмена необходимо решать следующие основные инженерные задачи выбор оптимального нормализованного аппарата конструирование нового аппарата выбор в производственных условиях действующего реактора, тепловой режим которого наилучшим образом соответствует заданному тепловому режиму обеспечение оптимального ведения технологического процесса. Ни одна из этих задач не может быть решена без учета реальных особенностей процесса теплообмена. [c.38]

В соответствии с определенным кругом задач все задачи по выбору оптимального нормализованного реактора при проектировании или оптимально соответствующего заданному тепловому режиму действующего аппарата сводятся по существу к поверочному тепловому расчету. С точки зрения процесса теплообмена н применительно к реактору объемного типа задача конструирования сводится фактически к задаче выбора типа и марки теплоносителя, конструкции и размера нагревательных элементов. Таким образом, проблема может быть сведена к серии поверочных расчетов для различных теплоносителей, разных типов нагревательных элементов и разной поверхности теплообмена. Изменение поверхности возможно лишь в определенных диапазонах и практически только при использовании наружных и приварных змеевиков различного типа. [c.72]

При малой чувствительности положения оптимума к изменению исходных условий реактора основное внимание следует обращать на выбор типа и конструкции аппарата. Если принципиальная технологическая схема выбрана неудачно, то изменением режимов нельзя скомпенсировать конструктивных недостатков реактора. [c.13]

Выбор типа контактного аппарата с неподвижным слоем катализатора основан в первую очередь на учете температурного режима процесса. Конструктивное оформление реактора определяется величиной и знаком теплового эффекта реакции. [c.400]

При выборе типа реактора и организации процесса можно исходить из различных соображений, например из времени пребывания, необходимого для достижения заданной степени превращения в реакторах каждого типа. После этого на основании материального и теплового балансов можно определить объем реактора и размеры теплообменной поверхности в стационарном режиме. Экономичность работы реакторов должна быть одним из основных критериев прп выборе аппарата. [c.191]

Метод экспериментального поиска оптимальных условий процесса в реакторе определенного типа дает возможность быстро получать практически важные результаты, не вникая в механизм процесса. Этот метод обладает определенными достоинствами, как путь оперативного решения промышленных задач, но, разумеется, не может быть рекомендован как универсальный. Прежде всего, при экспериментальном поиске оптимума поневоле отказываются от оптимального выбора самого реакционного аппарата, чем заранее снижают экономические показатели будущего производства. Далее, путем экспериментального поиска за разумное время можно найти оптимум варьированием лишь малого числа (в среднем не более 3—4) независимых переменных. Между тем, достигнутый оптимум, в общем, тем выше, чем большее число параметров варьировалось при его поиске (см. гл. VI, п. 1). [c.341]

При выборе типа реактора для жидкофазного окисления алкилароматических углеводородов и определения его основных размеров обычно исходят из двух главных факторов требуемого объема производства целевого продукта и кинетики реакции. Безусловно, важное значение имеют конструктивные особенности аппарата, определяющие степень его надежности, хотя, как правило, основным критерием выбора типа реактора и режима его работы являются экономические соображения, однако нередки случаи, когда последние в значительной степени могут быть ограничены вследствии необходимости учета других, не поддающихся экономическому расчету факторов. К ним в первую очередь следует отнести вопросы экологии и безопасного ведения процесса. [c.208]

Перед началом технологических разработок требуется обосновать выбор типа реакционного аппарата (реактор периодического действия, реактор непрерывного действия с интенсивным перемешиванием) и оценить оптимальные значения степени превращения бензола при проведении процесса по схеме, изображенной на рис. 1-5 (монохлорбензол — целевой продукт, т, е. 6=0). [c.26]

Предварительная оценка отдельных групп реакционных аппаратов в общем случае может быть сделана исходя из схемы реакции, вне зависимости от фазового состава и агрегатного состояния реакционной массы. Учет специфических особенностей перерабатываемых продуктов, свойств реакционной смеси и масштабов производства дает возможность для выбора типа реактора, в наибольшей степени удовлетворяющего этим особенностям. Выбранный вариант в дальнейшем становится объектом детального экспериментального изучения для уточнения деталей конструкции, отдельных параметров технологического режима и т. д. [c.349]

Полимеризация этилена по радикальному механизму при высоких давлениях — другой полимеризационный процесс, вызывающий большой интерес с точки зрения моделирования. Кинетика полимеризации этилена из-за экспериментальных трудностей изучена хуже, чем в случае полимеризации стирола . Выбор типа аппаратуры также более ограничен из-за специфических требований к конструкции, предъявляемых давлением 1500 — 3000 ат. Это или трубчатый реактор, или толстостенный цилиндрический аппарат с дисковой мешалкой [c.333]

Химическим реактором называют аппарат, в котором осуществляются химико-технологические процессы, сочетающие химические реакции с тепло- и массопереносом. От правильности выбора типа реактора и от его совершенства во многих случаях зависит эффективность всего процесса. [c.123]

Известно, что количество теплоты, которое выделяется или поглощается в химическом процессе, всегда пропорционально количеству реагирующих веществ или, что то же самое, реакционному объему. Вместе с тем количество теплоты, подводимое или отводимое из реакционного объема, должно быть пропорционально поверхности теплообмена реактора. В свою очередь объем реактора и площадь его поверхности неодинаково зависят от основного размера аппарата — его диаметра. Объем аппарата пропорционален его диаметру в третьей степени, а площадь поверхности — только во второй. Отсюда следует, что с увеличением размеров аппарата (его реакционного объема) уменьщается удельный теплосъем в нем, т. е. количество теплоты, приходящееся на единицу объема реактора. Поэтому с увеличением реакционного объема тепловые условия работы реактора должны приближаться к адиабатическим, а в небольшом по размеру реакторе — наоборот, к изотермическим. Это значит, что при ограниченном (неинтенсивном) теплообмене с окружающей средой на практике целесообразно использовать реакторы большого размера (аппараты с большими реакционными объемами), а при интенсивном — наоборот, с малыми реакционными объемами (небольшие аппараты). При выборе типа реактора основное значение имеют анализ кинетических факторов, их взаимосвязь, а также механизм процесса, [c.495]

Большое влияние выбор типа реактора оказывает на селективность процесса, качество получаемого продукта, что объясняется прежде всего разным характером распределения концентраций реагентов и продуктов в реакционном объеме аппарата. Это особенно важно учитывать при проведении последовательных и параллельных реакций разного порядка. Например, при реакции полимеризации от типа реактора может в большой степени зависеть распределение молекулярных масс образующихся полимеров. Объясняется это тем, что реакция имеет вероятностный многостадийный характер (активация, образование цепи, ее рост, обрыв) и, следовательно, на качество продукта (распределение по молекулярным массам) основное влияние оказывают время пребывания и изменение концентрации в реакционном объеме. Эти факторы изменяются по-разному в реакторах различного типа. Например, в реакторе вытеснения трудно обеспечить высокое качество продукта, так как большой диапазон изменения времени пребывания по сечению аппарата при наличии высокой вязкости среды создает резкую разницу в степени полимеризации у стенки аппарата и по его оси. Поэтому наиболее распространенным типом реактора для таких процессов является аппарат смешения или каскад из таких аппаратов. [c.497]

Очень важен выбор предохранительных клапанов ввиду возможности повышения давления в реакторе и других аппаратах, что может вызвать взрыв. Применяются предохранительные клапаны импульсного типа с пружинами и мембранами. Реакторы должны быть толстостенными и цельнокованными. [c.551]

На практике выбор типа реактора часто осуществляется интуитивно. Прообразом его, как уже отмечалось, может служить лабораторный или пилотный реактор. Нас интересует, в каких случаях кинетическая информация о процессе позволяет сделать однозначный вывод в пользу того или иного типа аппарата и режима. [c.291]

Рассмотренный материал показывает, что при выборе типа реакторов и схемы потоков одним из главных факторов являются кинетические закономерности процесса. Однако важную роль играют тепловые характеристики, простота конструкции аппаратов, экономика производства и т. д., которые также следует учитывать при выборе реактора. [c.318]

Следовательно, мольная доля каждого последующего олигомера снижается, и кривые распределения сильно отличаются от получаемых в интегральных реакторах. Для т = 10 они изображены на рис. 102. Эти закономерности имеют большое значение при выборе оптимального типа аппаратов для непрерывных процессов олигомеризации и поликонденсации. [c.412]

Гомогенные реакторы. Консфуктивно гомогенные реакторы выполняются в виде аппаратов с мешалками или трубчатых (проточных) аппаратов. При известных кинетике и механизме реакций выбор типа реактора определяется условиями обеспечения равномерности распределения реагентов в объеме. Наличие фадиентов конценфации, температуры приводит к изменению физико-химических свойств реагентов (вязкости, плотности и т. д.) и, как следствие, к искажению профиля скоростей, неравномерному протеканию реакции по объему или сечению реактора. В случае изотермических реакций изменение характеристик реагентов в ходе протекания реакции может привести к неустойчивости системы в целом, т. е. к нарушению установившегося состояния по скоростям теплоподвода и теплоотвода. Характерными вопросами, решаемыми при проектировании этих реакторов, являются оценка гидродинамической сфуктуры потоков и обеспечение необходимого температурного режима реактора. [c.18]

Исходя из кинетики протекающих реакций (33—3I и макрокинетических исследований, определяют требу мые гидродинамические и тепловые режимы синтезг а уже затем в соответствии с упомянутыми условиям выбирают тип стандартного аппарата и мешалш Ниже приведены методы расчета, которые позволяю осуществить выбор необходимого для данного процесс реактора объемного типа с мешалкой, исходя из вли5 ния перемешивания (33—36] при гомогенных и гетере генных химико-технологических процессах. Но прен де рассмотрим различные способы организации глдрс динамических процессов в реакторах объемного типа основные конструктивные характеристики аппарате мешалок, влияющие на гидродинамический режим реакторе. [c.14]

При выборе типа реактора важнейшими факторами являются продолжительность реакщш и соответственно требуемый рабочий объем (большой или малый), состав газа (чистый газ или смесь, например, воздух), рабочее давление в аппарате, величина теплового эффекта реакции. [c.49]

Выбор типа компрессора и привода к нему может быть произведен только в результате детальной проработки многих вариантов полной технологической схемы завода. От давления нирогаза на выходе из пиролизной установки зависит степень сжатия при компрессии. Относителшо небольшое повышение конечного давления в пиролизной установке, например от 1,25 до 2 ата, приводит к уменьшению степени сжатия в компрессоре от 32—30 до 20—18, а это влечет за собой снижение расхода энергии на сн атие газа, а также габаритов машин и аппаратов и капиталовложений в компрессоры, тенлообменную аппаратуру, трубопроводы и арматуру на линии всасывания, здания и сооружения цехов компрессии. Однако увеличение давления на выходе из пиролизного реактора предопределяет увеличение среднего давления в зоне пиролиза, а это, как указывалось выше (см. гл. П1), обусловливает уменьшение выходов этилена, а следовательно, уменьшение обш ей производительности завода, увеличение выходов высокомолекулярных углеводородов, увеличение капиталовложений в установку очистки газа и усложнение системы газоразделения (при этом не исключена возможность уменьшения сроков пробега отдельных агрегатов, в том числе и установки компрессии технологического газа, в результате выпадения полимеров). [c.113]

Наиболее важными факторами при выборе типа мешалки для реактора являются обеспечение высоких коэффициентов теплооотдач от стенки аппарата к реакционной смеси, достаточно интенсивно ее перемешивание, сравнительно небольшие затраты энергии ш привод мешалки. [c.446]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология