Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Основные технологические химические реакторы

Биореактор. Аппараты для проведения процессов культивирования микроорганизмов — биореакторы — можно рассматривать как технические системы, предназначенные для преобразования необходимых материальных и энергетических потоков в процессе роста и размножения клеток. Биохимические реакторы представляют собой основное технологическое оборудование, элементы схемы производства в целом, а эффективность их функционирования определяет в основном технико-экономические показатели биотехнологической системы. Многообразие форм конструктивного оформления биореакторов определяется технологическими и микробиологическими требованиями осуществляемого процесса ферментации. Так, схема на рис. 1.4 иллюстрирует различные процессы микробиологического синтеза, осуществляемые в промышленных биореакторах, а также основные условия их проведения. В биореакторе необходимо поддержание заданной температуры культивирования 1, давления Р, pH среды, окислительно-восстановительного потенциала еН, уровня растворенного кислорода Со времени ферментации т и концентрации лимитирующего субстрата 5. Для обеспечения заданных физико-химических параметров протекания процесса в биореакторе должны быть выдержаны необходимые условия тепло- и массообмена, аэрации среды и режима гидродинамического перемешивания. Рассмотренные на схеме процессы осуществляются в результате глубинного культивирования микроорганизмов в условиях аэрации и перемешивания среды. Известны также биореакторы для осуществления процесса путем поверхностного культивирования клеток с использованием микробиологических пленок и флокул, а также биореакторы для процессов с иммобилизованными на носителях ферментами [22]. [c.12]

К основному технологическому оборудованию относят аппараты и машины, в которых осуществляют различные технологические процессы — химические, физико-химические и др., в результате чего получают целевые продукты. Таким образом, к основному технологическому оборудованию можно отнести следующую аппаратуру реакционную — контактные аппараты, реакторы, конверторы, колонны синтеза и другие аппараты, в которых протекают химические реакции, а также аппараты и машины для физикохимических процессов — абсорберы, экстракторы, ректификационные колонны, сатурационные башни, сушилки, выпарные и теплообменные аппараты, вальцы, каландры, прессы и т. п. [c.26]

Основным агрегатом технологической схемы производства любого химического продукта обычно является химический реактор. Химический реактор — это аппарат, в котором осуществляются взаимосвязанные процессы химического превращения, массопередачи и теплообмена. Существует большое количество различных типов и конструкций химических реакторов, которые можно классифицировать по ряду признаков. Мы ограничимся приведением некоторых сведений о классификации реакторов по типу массопередачи, характеру движения реагирующей смеси в реакторе и условиям теплообмена. [c.14]

Химическим реактором называют аппарат, в котором осуществляются химико-технологические процессы, сочетающие химические реакции с тепло- и массопереносом. От правильности вы-бора типа реактора и от его совершенства во многих случаях зависит эффективность всего процесса. К промышленным реакто-рам предъявляют различные требования, основными из которых являются [c.88]

В настоящее время в мировой промышленности существуют четыре метода производства полиэтилена. Один метод при высоком давлении и три — при низком давлении. Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) имеет целый ряд преимуществ по применению в тех областях, где требуется высокая прозрачность и чистота материала, поскольку не содержит остатков катализатора. Здесь рассматривается один из возможных способов получения ПЭВД. Одним из основных элементов технологической схемы непрерывной полимеризации этилена при высоком давлении является химический реактор. Подлежащий полимеризации газ после предварительной обработки поступает в химический реактор с мешалкой при температуре 30-50 °С. В качестве инициатора полимеризации этилена при высоком давлении используют молекулярный кислород. Процесс полимеризации очень чувствителен к концентрации кислорода, поэтому дозирование кислорода должно быть стабильным. В результате реакции выделяется большое количество теплоты и в реакторе устанавливается относительно высокая температура, которую, ввиду опасности взрывного разложения, следует ограничить максимальной величиной в 280 С. Поэтому степень превращения этилена в реакторе около 20 %. Время пребывания tau реакционной смеси колеблется в пределах 20-300 с. [c.189]

Основным технологическим элементом установки для проведения химического процесса является аппарат, в котором происходит химическая реакция. Химическими реакторами принято считать аппараты, в которых осуществляются химические процессы с целью получения определенного вещества в рамках одного технологического процесса. [c.26]

Изложены расчеты основных технологических процессов химической промышленности. Особое внимание уделено общим принципам и методам расчета, определению кинетических параметров, расчету реакторов различных типов. Во втором издании ([-е —1976 г.) сокращены материальные и тепловые расчеты, приведены расчеты с использованием ЭВМ. [c.2]

Вторая стадия ХТП — химический процесс (рис. 9.1) осуществляется в химическом реакторе, представляющем основной аппарат производственного процесса. От конструкции химического реактора и режима его работы зависит эффективность всего ХТП. В технологической схеме химический реактор сопряжен с другими ее элементами —аппаратами подготовки сырья и аппаратами разделения реакционной смеси и очистки продуктов, в которых, соответственно, осуществляются первая и третья стадии химико-технологического процесса. [c.94]

В книге в доступной форме рассмотрены основные направления и методы математического моделирования применительно к типовым химико-технологическим процессам. На примерах возрастающей сложности (гидравлические емкости, колонные аппараты, химические реакторы) показаны все стадии математического моделирования реальных процессов — постановка задачи, построение модели, решение ее па цифровой вычислительной машине и анализ полученных результатов. [c.4]

Исходя из этого Общая химическая технология как учебный предмет, предназначенный для изучения основ тех областей науки химическая технология , которые опираются в основном на химический цикл дисциплин, включает в себя разделы реакционные процессы (глава 2 - Химические процессы и реакторы ) химико-технологические процессы (глава 3 - Химико-технологическая система ) экологические проблемы в химической технологии (глава 4 - Основы промышленной экологии ). [c.24]

В последующих семи главах книги рассмотрены основные этапы математического моделирования типовых химико-технологическиХ процессов, проводимых в химических реакторах, конденсаторах, ректификационных колоннах и других технологических аппаратах. При этом математические модели строятся в наиболее простой и наглядной блочной форме. [c.9]

Основными разделами курса являются общее знакомство с химической технологией и объектом ее изучения — химическим производством (гл. 2), химические процессы и химические реакторы (гл. 4), совокупность химико-технологических процессов - химико-технологическая система (гл. 5), реализация общих научных положений химической технологии на конкретных примерах химических производств (гл. 6). Перед рассмотрением химических и химико-технологических процессов в главе 3 систематизируются знания по физико-химическим основам химических процессов и рассмотрены их прямые приложения в технологии. [c.10]

Таким образом,располагая сведениями об основном химическом реакторе ето производительности, размерах,условиях протекания технологического режима, можно подобрать и отладить работу всей технологической линии получения целевого продукта. [c.31]

При создании учебного курса общей химической технологии в нем рассматривали во взаимосвязи все процессы, относящиеся к химическим производствам, как химические, так и физические. При дальнейшем развитии науки были прежде всего открыты общие закономерности физических процессов. В результате был выделен самостоятельный курс Процессы и аппараты химической технологии , в который включены гидродинамические, тепловые, диффузионные и механические процессы и аппараты. Изучение химико-технологических процессов, соответствующих химических реакторов и химико-технологических систем (способов производства), является основной задачей современного учебного курса химической технологии. [c.5]

Однако число химических производств неуклонно возрастает. Ныне химическая промышленность выпускает десятки тысяч продуктов, изложение производства которых в одном учебном курсе невозможно. С другой стороны, успехи науки и техники уже позволяют установить общие закономерности для многих производств, так как типичные химические методы и аппараты применяются во многих отраслях химической промышленности. Следовательно, для выпуска специалистов с широким технологическим кругозором нет надобности в изучении многих химических производств. Важно, чтобы будущий специалист знал основные закономерности химической технологии, наиболее типовые химические процессы и соответствующие им реакторы умел выбирать тип химико-технологи- [c.5]

В четвертом издании соответственно развитию технологии как науки о производстве значительно усовершенствованы гл. II Основные закономерности химической технологии и гл. III Химические реакторы , включена новая гл. IV Химико-технологические системы . [c.6]

Практическая ценность. Предложена математическая модель для расчета физико-химических свойств углеводородных систем и узких нефтяных фракций, которая может быть использована при инженерных расчетах и проектировании массообменных аппаратов и химических реакторов технологических процессов нефтепереработки и нефтехимии. Разработанная модель для расчета физико-химических свойств углеводородов и нефтяных систем используется в Уфимском государственном нефтяном техническом университете студентами в учебном процессе при проведении лабораторных работ по дисциплине Инженерные расчеты физико-химических свойств веществ , курсового и дипломного проектирования для специальности 250400 Химические технологии природных энергоносителей и углеродных материалов и специализации 251800 Основные процессы химических производств и химическая кибернетика . [c.4]

Металлические материалы широко применяют в аппарато- и машиностроении, катализе, электротехнике, радио- и электронной промышленности. Действительно, чтобы осуществить любой процесс, например химико-технологический, необходимо располагать соответствующей аппаратурой. Использование представлений макрокинетики, теории химических реакторов, а также методов математического и физического моделирования в принципе позволяет найти оптимальную для данного процесса конструкцию и размеры аппарата. Но тогда возникает вопрос, из каких материалов следует делать эту аппаратуру, чтобы она была способна противостоять разнообразным агрессивным воздействиям, в том числе химическим, механическим, термическим, электрическим, а в ряде случаев также радиационным и биологическим. Выбор конструкционных материалов осложняется, когда перечисленные воздействия сопутствуют друг другу. Кроме того, в последнее время требования к материалам, используемым только в химической технологии, повысились по двум причинам. Во-первых, значительно шире стали применять экстремальные воздействия, такие, как сверхвысокие и сверхнизкие температуры и давления, ударные и взрывные волны, ионизирующие излучения, биологические ферменты. Во-вторых, переход к аппаратам большой единичной мощности по производству основных химических продуктов создает исключительно сложные проблемы в изготовлении, транспортировке, монтаже и эксплуатации подобных установок. Например, на современном химическом предприятии можно видеть контактные печи для производства серной кислоты диаметром 5 м, содержащие до 5000 различных труб, реакторы синтеза аммиака и ректификационные колонны высотой более 60 м. Сочетание механических свойств, таких, как прочность, вязкость, пластичность, упругость и твердость, с технологическими свойствами (возможность использования приемов ковки, сварки, обработки режущими инструментами) делает металлические материалы незаменимыми для построения химических реакторов самой разнообразной формы и размеров. [c.135]

Основные технологические параметры процесса (температура окисления и загрузка по сырью) определяются только физико-химической характеристикой исходного сырья. При осуществлении оптимальной загрузки реактора необходимо обеспечить время пребывания сырья в зоне реакции за один проход не менее 32 сек (при условии идеального смешения фаз и с учетом температуры и давления). Оптимальная загрузка реактора по сырью определяется путем деления общего расхода воздуха, подаваемого на окисление, на удельный расхО Д воздуха для данной марки битума. Отсюда следует,, что, чем выше значение удельного расхода воздуха для получения определенной марки битума, тем ниже производительность реактора по сырью. [c.118]

Качество катализаторов определяет основные показатели химических производств, использующ,их контактные массы выход продукта, интенсивность процесса, длительность непрерывной работы реакторов [17]. В то же время затраты катализатора, как правило, составляют лишь доли процента в себестоимости целевого продукта производства. Поэтому в производстве катализаторов, в отличие от большинства крупнотоннажных продуктов, определяюш,ей характеристикой является не себестоимость, а активность и устойчивость в работе. Это обстоятельство следует учитывать в технологии катализаторов. При изучении и развитии технологии катализаторов нужно рассматривать все последовательные стадии производства с точки зрения влияния их на активность и устойчивость катализаторов в эксплуатации. Следовательно, перед изучением или разработкой технологии какого-либо катализатора необходимо знать условия катализа. Создание катализаторов, обладающ.их высокой активностью и устойчивых в работе при значительном колебании параметров технологического режима катализа, является целью технологов—разработчиков новых катализаторов. [c.92]

Высокотемпературные реакторы стоят несколько особняком среди основной массы химических реакторов. Высокотемпературными процессами принято называть процессы химического взаимодействия и фазовые переходы, происходящие 1фи температурах, когда энергообмен целевого продукта химико-технологической системы с окружающей средой протекает с возрастающим участием электромагнитных колебаний (в частности, светового излучения) и корпускулярного излучения. Граница между низкотемпературными и высокотемпературными процессами лежит в интервале 500-700 °С, В промышленности печи используются как для проведения химических реакций, так и для получения продуктов в результате высокотемпературных фазовых переходов (плавления, спекания, возгонки). Чаще всего в печи параллельно протекают все эти процессы, а конструкцию печи 01феделяет целевой процесс. [c.60]

Запрограммированные для вычислительных машин методы расчета существуют почти для всех типовых технологических процессов. Кроме того, имеются стандартные методы расчета технологических трубопроводов и конструктивных элементов аппаратуры. Как нетрудно заметить, из типовых процессов основное внимание уделяется ректификации. Описаны также методы расчета теплообменников химических реакторов - в систем трубопроводов - конструктивных элементов , а также сушилок . Комитет машинных расчетов Американского института инженеров-химиков (AI hE) опубликовал список программ, каждую из которых, проявив достаточную заинтересованность, можно получить . [c.174]

За последнее десятилетие в СССР и некоторых зарубежных странах получила распространение отрасль науки — математическое моделирование химических реакторов и процессов. Ее успехи обусловлены, с одной стороны, совершенствованием экспериментальных. методов исследования кинетики химических превращений и скоростей переноса тепла и реагирующих веществ, а с другой, — стремительным развитием вычислительной математики и вычислительной техники. Сейчас математическое моделирование стало общим методом оптимального проектирования химической аппаратуры. Поэтому редактор перевода счел целесообразным дополнить книгу разделом, в котором в конспективной форме изложены основные идеи и этапы моделирования каталитических реакторов (глава XV), а также подробной библиографией работ по математическому моделированию химико-технологических процессов, опубликованных в 1965—1967 гг. В дополнении отражены главным образом исследования коллектива лаборатории моделирования Института катализа СО АН СССР, проведенные совместно с сотрудниками Института математики и ВЦ Сибирского отделения АН СССР, особенно работы В. С. Бескова, Т. И. Зеленяка, Ю. И. Кузнецова, В. А. Кузина, Ю. Ш. Матроса, В. Б. Скоморохова и А. В. Федотова. [c.11]

В технологической цепи многих химических производств химический реактор несомненно играет наиболее существенную роль. Действительно, все элементы технологической схемы, которые расположены до и после реактора, в основном предназначены для подготовки перерабатываемого сырья и выделения целевого продукта. Таким образом, химический реактор является тем элементом технологической схемы, от совершенства которого во многих случаях зависит надежность и уст<л1 ость реализуемого в промышленных условиях процесса и еЫ эксшомичность. [c.3]

Модели основных технологических операций в аппаратах периодического действия. Реакторное оборудование. X и м и-ческие реакторы, Прн выборе оптимальной конструкции химического реактора используют закономерности гндродниа-ми1 и, тепло- и массопередачн, кинетики протекающих в нем технологических процессов. При синтезе оптимальных вариантов гибких технологических систем определяют оптимальные объемы аппаратов н их число в схеме из условия удовлетворения всем технологическим процессам, которые предполагается в них проводить. [c.91]

Кинетика химических реакций. В реакторах емкостного типа обеспечивается интенсивное перемешивание, поэтому при сравните,чьио небольших объемах реакционной массы эти реакторы адекватно описываются моделями идеального вытеснения во времени. Если реакция идет без изменения объема реакционной массы или его изменением можно пренебречь ввиду малости, то продолжительность основной технологической онерации в реакторе периодического действия можно определить из законов формальной химической кинетики. [c.94]

Синтез реакторных систем. В практике исследований синтез реакторных систем в основном ограничивается вопросами распределения нагрузок на параллельно работаюш ие системы, распределения времени пребывания в каскадах реакторов и как самостоятельная проблема не получил достаточного развития. Большое число оптимизационных задач химических реакторов решается для исследования распределения температур, времени пребывания, старения катализатора, его регенерации и так далее, т. е. частным вопросам повышения эффективности единичных реакторов. Большое внимание уделяется также исследованию гидродинамической структуры потоков одно- и многофазных ре акторов. Вместе с тем стадия химического превращения является лишь частью химического производства и связана по крайней мере материальными потоками с другими стадиями. Подход, используемый при оптимизации технологдческой схемы на основе аддитивности критерия, не может обеспечить глобального оптимума. Большой интерес с точки зрения интегрального подхода к синтезу технологической схемы представляют реакторы с рециклами, с тепловым объединением. Очевидно, решение этих задач следует проводить совместно с синтезом схем химического превращения, так же как и с последующей стадией — выделением продуктов реакции. [c.452]

Элементы расчета абсорбционных и хемосорбциониых процессов и типы применяемых реакторов рассмотрены в ч. I, гл. VI. Основные технологические показатели абсорбционной очистки степень очистки (КПД) г) и коэффициент массопередачи А определяются растворимостью газа, гидродинамическим режимом в реакторе Т, Р,ю) и другими факторами, в частности равновесием и скоростью реакции при хемосорбции. При протекании реакции в жидкой фазе величина к выше, чем при физической абсорбции. При хемосорбции резко меняются равновесные соотношения, в частности влияние равновесия на движущую силу абсорбции. В предельном случае для необратимых реакций в жидкой фазе (нейтрализация) образующееся соединение и еет практически нулевое давление паров над раствором. Однако такие хемосорбционные процессы нецикличны (поглотительный раствор не может быть вновь возвращен на очистку) и целесообразны лишь при возможности использования полученных растворов иным путем. Большинство хемосорбциониых процессов, применяемых в промышленности, обратимы и экзотермичны, поэтому при повышении температуры раствора новое соединение разлагается с выделением исходных компонентов. Этот прием положен в основу регенерации хемосорбентов в циклической схеме, тем более, что их химическая емкость мало зависит от давления. Хемосорбционные процессы особенно целесообразны таким образом для тонкой очистки газов, содержащих сравнительно малые концентрации примесей. [c.234]

Книга посвящена актуальному в настоящее время вопросу применения математических методов для расчета оптимальных (наилучших) режимов технологических процессов. Дана характеристика основных этапов работ по статической, квазистатической и динамической оптимиаации как действующих химических реакторов, так и при их проектировании. Сопоставлены два важнейших метода оптимизации — метод поиска на объекте и метод оптимизации с помощью математической модели. Большое внимание уделено математическим способам оптимизации — нелинейному программированию и Принципу максимума. [c.4]

В книге в доступной и достаточно популярной форме изложены основные понятия кибернетики, описаны се методы и средства (вычислительные мапшны), используемые в химии и химической технологии. Рассмотрены принципы кибернетического подхода к созданию уювых процессов химической технологии Большое вннмание уделено использованию принципов кибернетики при анализе химико-технологических процессов (математи ческие модели процессов и реакторов с учетом кинетики и переноса тепла, расчеты реакторов и их тепловая устойчивость). Изложены вопросы перехода от лабораторных аппаратов к промышленным. Приведены примеры оптимального проектирования химических реакторов. [c.2]

Химическая технология имеет дело с крайне широким разнообразием аппаратов. Среди них, разумеется, реакторы, в которых происходят химические превращения и получаются целевые продукты. Однако перечень химико-технологической аппаратуры далеко не исчерпывается химическими реакторами по ряду причин. Во-первых, реагенты надо подготовить к проведению процесса в реакторе подать их туда при определенных давлении и температуре, в определенном (часто — отличающемся от исходного) афегатном состоянии, с заданным соотнощением компонентов и т.д. Во-вторых, в ходе химической реакции из-за нестрогой селективности (наряду с основными протекают и побочные реакции) и неполноты превращения почти всегда получаются смеси различных продуктов реакции и исходных реагентов, так что целевые продукты надо отделить от побочных (с целью их особого использования) и непрореагировавших компонентов (чтобы вернуть их в реактор). В-третьих, химическая технология использует ряд операций, вообще не включающих собственно химические превращения. Наконец, в-четвертых, самим химическим превращениям сопутствуют физические (физико-химические) явления, прямо не относящиеся к химической реакции, но оказывающие существенное (иногда — определяющее) влияние на результат химико-технологического процесса. [c.38]

Химический реактор является системой, в которой возможно не одно, а несколько стационарных состояний. Причиной этой особенности является сложный нелинейный характер связей между основными параметрами, характеризующими состояние реактора концентрации исходных реагентов и продуктов реаьсции, температуры, конверсии. Предвидеть, какое из стационарных состояний реализуется, и определить области управляющих параметров необходимо для проведения химических реакций и получения товарной продукции. В ряде слз аев в реакторах реализуется автоколебательный режим с циклическим изменением основных п аметров процесса. Для того чтобы избежать подобных трудностей уже на стадии разработки технологического процесса, следует обратить внимание на эти вопросы и при необходимости провести исследование реакторного узла на устойчивость. Теория устойчивости химических реакторов изложена в 21.5. Теория устойчивости к малым возмущениям изложена более подробно, начиная с основных понятий и методов исследования. [c.59]

Смотреть страницы где упоминается термин Основные технологические химические реакторы: [c.46] [c.112]

Пожарная безопасность предприятий промышленности и агропромышленного комплекса (1987) -- [ c.212 ]

ПОИСК

Смотрите так же термины и статьи:

Реактор химический