Степень превращения изотермических

Д. И. Орочко и А. П. Зиновьева рекомендуют для эндотермических процессов температуру 4, эквивалентную той средней скорости реакции, которая соответствует достигнутой степени превращения. Изотермический реактор с объемом, равным объему данного неизотермического реактора при одинаковой средней скорости реакции, при 4 будет давать ту же самую степень превращения. Авторы предлагают практически целесообразный способ вычисления эквивалентной изотермической температуры э по прямолинейным участкам, на которые разбивается график температур, [c.49]

Проектирование изотермического реактора только для одного химического превращения относительно просто и сводится к расчету времени, необходимого для достижения принятой степени превращения выбранного реагента, или объема реакционного пространства на основе проектного уравнения. Концентрации осталь- [c.298]

Пример 1Х-2. Исходные вещества А и В, находящиеся в разных фазах, реагируют в изотермической системе в соответствии с кинетическим уравнением (1Х-40). При стехиометрических количествах исходных веществ, поступающих в систему, степень превращения, достигаемая в единичном реакторе типа сборника с мешалкой (полное перемешивание), составляет а = 0,9. [c.368]

На рис. IX-7I приведена зависимость между объемами этих реакторов, которые необходимы для достижения определенной степени превращения при реакциях первого и второго порядка, проходящих в гомогенной системе при изотермических условиях. Разница особенно велика при высоких значениях степени превращения. Если по каким-либо причинам трубчатый реактор не подходит для наших целей, то следует применять каскад кубовых реакторов. Во многих случаях достаточно 3—4 реакторов в каскаде, чтобы приблизиться к перерабатывающей способности, достигаемой в трубчатом реакторе, хотя иногда для этого приходится использовать и большее число аппаратов в каскаде (до 20). [c.420]

Найти соотношение между степенью превращения и температурой при а) адиабатическом режиме и б) изотермическом режиме. [c.95]

Обычно искомой величиной является поверхность теплообмена, требуемая для поддержания температуры реакции в заданных пределах. Приближенно эту поверхность можно рассчитать, предполагая режим изотермическим. Задавшись временем, необходимым для достижения требуемой степени превращения, определяют [c.105]

В отдельном опыте при постоянной температуре 49 °С степень превращения, равная 90%, достигалась за 1,5 ч. Максимальная температура теплоносителя Т = 176,7 °С. Определить минимальную поверхность теплообмена для достижения 75%-ной степени превращения при изотермическом режиме и построить зависимость Тт ОТ времени. При минимально возможной температуре теплоносителя (110°С) установить зависимость от времени и найти, как должна изменяться поверхность теплообмена при выключении ее по частям для ступенчатого регулирования процесса, [c.112]

Легче всего поддается расчету изотермический реактор вследствие постоянства констант скорости реакции и констант равновесия. В адиабатическом реакторе температура изменяется, вследствие чего непрерывно изменяются константы, входящие в уравнение скорости реакции. В этом случае определение температуры в зависимости от степени превращения облегчается использованием уравнений теплового баланса. Наиболее трудными для расчета являются неизотермический и неадиабатический процессы. [c.139]

Рнс. 1У-31. Зависимость величины, обратной скорости реакции Гр, от степени превращения х в первой ступени изотермического реактора. [c.342]

Необходимое количество катализатора можно найти графическим интегрированием (вычисляя площадь под кривой зависимости величины 10 /r от степени превращения, приведенной на рис. 1У-31). Результаты расчета для первой изотермической секции приведены в табл. 16. [c.342]

Более точные данные получены с использованием спектрального анализа [2] при изучении превращений цис- и транс-бутенов в изотермическом реакторе периодического действия. Результаты некоторых опытов приведены в табл. 12. Из данных таблицы видно, что уже при 390 °С скорость изомеризации становится заметной даже при невысокой концентрации исходного г ыс-бутена-2 (при 27 кПа и 391 °С она составляет 4,8-10" моль/л) через 2000 мин образуется до 10% транс-изомера. При повышении температуры и концентрации исходного вещества скорость изомеризации возрастает, и, например, при 27 кПа и 443 °С 10%-ная степень превращения цис-бутепа-2 в транс-бутен достигается приблизительно за 100 мин, а при давлении 54 кПа и той же температуре примерно за 75 мин. [c.50]

Для необратимых химических реакций, протекающих в изотермических условиях, максимально возможная степень превращения не зависит от температуры. Однако скорость реакции, согласно уравнению Аррениуса, возрастает с повышением температуры. Следовательно, максимальная производительность достигается при максимально возможной температуре проведения процесса. Эта оптимальная температура учитывает и условия протекания побочных реакций. [c.11]

При сравнении обеих моделей реакторов в изотермических условиях отметим, что при одном и том же значении степени превращения на выходе из реактора идеального вытеснения средняя скорость процесса всегда наивысшая, следовательно, необходимый объем реактора такого типа будет наименьшим. [c.106]

На рис. -3 представлено изменение относительного времени пребывания, необходимого для достижения данной степени превращения в реакторах идеального смешения ( т) и идеального вытеснения tв) в случае протекания эндотермических, изотермических и экзотермических реакций. Из рисунка следует, что реактор идеального смешения предпочтительнее реактора идеального вытеснения для экзотермических реакций при низких и средних значениях х. При изотермических условиях и особенно при эндотермических реакциях реактор идеального вытеснения предпочтительнее реактора идеального смешения. [c.111]

Влияние сегрегации. Сравнение состояния сегрегации с уровнем молекулярного смешения для эндотермических реакций показывает, что наивысшая степень превраш,ения достигается при сегрегированном состоянии реакций всех порядков. Разница между этим результатом и результатом, рассмотренным при изотермических условиях, для которых существен порядок реакции, обязана характеру изменения скорости процесса. В эндотермической системе скорость уменьшается с увеличением степени превращения вследствие расходования реагентов и уменьшения температуры системы. Для описанных выше систем температурный эффект был большим, чем компенсация, обусловленная порядком реакции. [c.113]

Температура. Высокие степени превращения в экзотермических реакциях достигаются при понижении температуры и ведении процесса в изотермическом режиме. При этом нижняя граница температуры определяется рабочими характеристиками катализаторов. Поскольку изотермический режим не возможен в реакторах со стационарным слоем катализатора, процессы проводят в многосекционных аппаратах с промежуточным охлаждением газовой смеси. [c.219]

В главе II рассматривается материальный баланс применительно к различным основным типам реакторов, работающих в изотермических условиях. Описанные типы реакторов являются модельными, но они, однако, близки к промышленным аппаратам. Различие свойств этих реакторов демонстрируется сравнением степени превращения в них, производительности, селективности и выхода. [c.12]

Решение. Реакция протекает при изотермических условиях, и мольный поток остается постоянным, поэтому плотность р = рМ НТ не меняется. Определено, что постоянная средняя молекулярная масса М равна 32,2 кг/кмоль. Парциальные давления могут быть выражены через относительную степень превращения кислоты (В) [c.46]

Следует иметь в виду, что этот способ, как п вышеперечисленные, справедлив лишь для изотермических систем, в которых скорость превращения определяется степенью превращения одного из компонентов. [c.53]

Это выражение совместно с уравнением материального баланса изотермического процесса (11,12) используют для расчетов температур и степеней превращения в кубовых реакторах, процессы в которых сопровождаются выделением или поглощением тепла вследствие протекания реакции и внешнего теплообмена. Некоторые вопросы устойчивости таких реакторов при протекании экзотермических реакций будут рассмотрены дальше (стр. 132). [c.121]

На рис. VI-6 сравниваются различные реакционные системы п способы ввода для реакции VI-6, протекающей изотермически при 1 = к2, равных мольных скоростях подачи А ш В ж конечной степени превращения = 0,95. [c.207]

При низкой степени превращения протекает главным образом первая реакция, и допустима относительно высокая температура когда образовалось уже значительное количество промежуточного продукта, его распад должен быть замедлен снижением температуры. Согласно Хорну, получаемое при этом увеличение производительности достигает 10—20% от производительности изотермического трубчатого реактора, дающего тот же выход. Последнее означает, что проблема максимальной производительности вряд ли возникает в случае консекутивных реакций. Температурный уровень влияет главным образом на максимальный возможный выход, и значительно уменьшить необходимый объем реактора довольно сложно. [c.217]

Анализ данных по изменению общего давления, полученных в системе с постоянным объемом. Для газофазных изотермических реакций, в которых число молей компонентов изменяется соответственно степени превращения, наблюдение за изменением общего давления системы л может быть самым легким способом определения хода реакции. Прежде всего найдем функцию я (/), от которой необходимо перейти к функции С (t). Выведем общее выражение для расчета концентрации любого компонента в любой момент времени, считая известными начальное состояние системы и стехиометрическое соотношение. Следует подчеркнуть, что если точные стехиометриче-ские соотношения неизвестны, то этот способ неприменим. Напишем общее стехиометрическое уравнение аА f- ЬВ -f- fR sS [c.60]

Уравнение (111,64) устанавливает связь между степенью превращения и концентрацией для систем с переменным объемом, удовлетворяющих предположению линейности, выраженному уравнением (111,61). Это разумное ограничительное предположение практически пригодно для изотермических систем с постоянным давлением, в которых не протекают последовательные реакции, и для многих неизотермических систем. [c.84]

Уравнение (У,2) позволяет определить время, необходимое для достижения заданной степени превращения реагента А при изотермическом и неизотермическом процессах, и поэтому является основным в расчете периодически действующих реакторов. Заметим, что объем реакционной массы и скорость реакции в уравнении (У,2) входят в подынтегральное выражение, поскольку в общем случае они могут рассматриваться как переменные. Для частных условий уравнение (У,2) упрощается. Если, например, объем реакционной массы во время реакции остается неизменным, то [c.108]

В той или иной форме уравнения (V,2)—(V,4) уже встречались в главе П1. Они применимы как для изотермических, так и неизотермических процессов. Для решения этих уравнений необходимо располагать зависимостями скорости реакции от температуры, а также зависимостью количества выделяющегося тепла от степени превращения. [c.108]

V-2. При изотермическом процессе в периодически действующем реакторе за 780 сек превращается в целевой продукт 70% исходного жидкого реагента. Каковы должны быть условное и действительное времена пребывания, а также-объемная скорость, чтобы достигнуть указанной степени превращения а) в реакторе идеального вытеснения и б) в проточном реакторе идеального смешения [c.126]

Рис. У1П-4. Зависимость степени превращения отг температуры для необратимых реакций, протекающих в изотермических условиях (проточный реактор идеального смешения реактор идеального вытеснения реактор периодического дей-Рис. У1П-3. К примеру УИМ. ствия).

Рассмотрим процесс, протекающий при изотермическом режиме в реакторе идеального вытеснения, в проточном реакторе идеального смешения или в реакторе периодического действия, и выясним, как в этих условиях температура влияет на степень превращения основного реагента. [c.212]

Пример У1П-4. Реакция, аналогичная той, которую анализировали в предыдущих примерах, протекает е реакторе идеального вытеснения. Начальная концентрация вещества А составляет Сао = 1 кмоль/м . Приняв, что профиль температур по длине реактора соответствует оптимальному, вычислить время пребывания, при котором можно достигнуть степени превращения 76%. Найти, на сколько повышается производительность реактора по его длине при оптимальном профиле температур в сравнении с изотермическими условиями осуществления процесса, рассмотренными в примере У1П-2. Максимально допустимая температура процесса равна 65° С. [c.218]

VIП-9. Процесс проводят в изотермическом реакторе идеального вытеснения при оптимальной температуре в условиях примера У1И-2 (см. стр. 213). При этом степень превращения вещества А в продукт Я составляет 76%, [c.236]

И выражение ( 1,258) дает указанную температуру, выходящую за пределы ограничения ( 1,268), то оптимальным будет ее значение, соответствующее верхнему или нижнему пределу в неравенствах ( 1,268). В этом случае результирующий оптимальный температурный профиль в реакторе идеального вытеснения состоит из изотермических участков при температурах 7 и участка с температурой, характер нзменення которой определяется выражением ( 1,258). Причем в данное выражение необходимо подставить зависимость степени превращения от т, получаемую интегрированием уравнения ( 1,267). [c.317]

Далее вычислим парциальные давления отдельных веществ рл, Рв, Рн и ps, пользуясь способом, приведенным для изотермического реактора. Располагая определенными ранее константами кинетического уравнения, определим теперь скорость реакции для каждого значения степени превращения после соответствующего пересчета получим величины скорости реакции, выраженные в кмоль1кг катализатора [c.145]

Двухурэвневые модели. Сформируем обобщенную модель реактора периодического дгйствия, технологический цикл работы которого состоит из следующих элементарных оиераций загрузка жидкого реагента из мерника, нагревание содержимого аппарата до °С греющим паром через стенку аппарата, химическая реакция, протекающая в изотермических условиях до заданной степени превращения, последуншее охлаждение продукта до температуры I охлаждающей водой, выгрузка продукта из реактора через трубу передавливания. [c.131]

Варьируя степени превращения в таких процессах путем изменения температуры, катализатора, состава загрузки и т. п., исследуют пути реакции, выявляя возможности увеличения выхода целевого продукта. Для соответствующей интерпретации таких экспериментов необходимо, однако, чтобы полученные пути реакций были изотермическими. Эти приемы широко использовали Вебер и Хьюберс они подробно описаны в недавно вышедшей книге Ватермана, Воелхоуера и Хьюберса Авторы часто аппроксимируют путь реакции гиперболой, проходящей через точки А ж X. [c.71]

Рпс. 111-12. Влияние радиальной молекулярной диффузии на степень превращения в реакциях первого = I (А т)] и второго [ д = / (/сг цТ)] порядков, проводимых в изотермическом реакторе в потоке вязко11 жидкости [c.102]

Трубчатый каталитический реактор (обычно труба или ряд параллельных труб, заполненных таблетками катализатора) ужо упоминался в главе II (стр. 43) при рассмотрении изотермических З словпй работы. В главе IV (стр. 123) описана теорпя тепловых эффектов и внешнего теплообмена предполагалось, что как температура, так и состав реакционной смесп однородны в каждой секции реактора. Однако это во многом зависит от возможности теило-и массопередачи в направленип, перпендикулярном к основному потоку. Если такая возможность ограничена, как, например, прп экзотермических реакциях в охлаждаемом реакторе, содержащем таблетки катализатора, то температура и, следовательно, степень превращения вблизи осп трубы значительно выше, чем около стенок. [c.188]

Кюхлер 9 занимался изучением проблем этого типа. Он последовал обратимую реакцию в изотермическом трубчатом реакторе. При определенной нагрузке оптимальная температура составила 338 С, а степень превращения 68%. С увеличением нагрузки реактора в 2,5 раза скорость превращения при той же температуре составляет 45%. Однако оптимальная температура реактора нри новых условиях равна 358 °С, а соответствующее ей максимальное превращение повышается до 55%. [c.215]

Пример У1-3. Минимальный реакционный объем изотермического каскада. Необходимо найтп общий минимальный объем каскада и объем каждого из трех убовых реакторов, в которых протекает изотермическая реакция первого порядка Конечная степень превращения = 1 — [c.221]

V-3. Рассмотрим реакцию А = 3,2/ с неизученной кинетикой, протекающую в газовой фазе. Известно, что при проведении процесса в изотермическом реакторе (р = onst) 0,3% исходного вещества реагирует в течение 240 сек. Какие объемная скорость, условное и действительное времена пребывания необходимы для достижения той же степени превращения а) в реакторе идеального вытеснения и б) в проточном реакторе идеального смешения [c.126]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология