Реакторы химические идеального вытеснения

Математическая модель химического реактора идеального вытеснения [c.46]

Как отмечалось ранее,для описания математической модели трубчатого реактора идеального вытеснения, в котором протекает химическая реакция со скоростью Ы , применяется уравнение [c.58]

Математическая модель химического реактора идеального вытеснения......................... 46 [c.96]

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]

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ С достаточным приближением мо-ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ дель идеального вытеснения со- [c.148]

Полученные результаты показали, что наиболее оптимальным является реактор типа идеального вытеснения (рис. 3.44). Исследование физико-химических закономерностей процесса в реакторах трех типов и приведенные выше данные дают возможность детального и обоснованного инженерного оформления процесса оксиэтилирования [229]. Химико-технологическая схема производства НПАВ разработана на основе элементной модульной базы. В качестве модулей определены узел приготовления катализаторной смеси реакционный узел узел нейтрализации и узел поглощения этиленоксида. Модуль-Бый принцип компоновки ХТС позволяет проектировать гибкие системы с высокой эксплуатационной надежностью, дающие возможность вырабатывать широкий ассортимент продукции. [c.288]

Такого рода противоточные реакторы, производительность которых намного (примерно в 2,5 раза) выше, чем производительность прямоточных аппаратов, отличаясь минимальным перемешиванием вдоль оси движения материальных потоков, относятся к реакторам типа идеального вытеснения , применение которых целесообразно для быстро протекающих химических реакций. [c.198]

Будем считать, что рассматриваемая реакция протекает в трубчатом химическом реакторе с идеальным вытеснением потока реакционной массы. [c.121]

JI. M. Письме H, И. И. И о ф ф е. Расчет оптимальных режимов химических реакторов методом динамического программирования. Реакторы идеального вытеснения. Хим. пром., Л г 4, 260 (1962). [c.302]

Применительно к сложным химическим реакциям, осуществляемым в проточных реакторах идеального вытеснения (т.е. интегрального типа), справедливо следующее уравнение скорости реакции [c.19]

Однопараметрическая диффузионная модель значительно лучше, чем модель идеального вытеснения, соответствует условиям в реальных аппаратах химической технологии, в которых перемещение веществ проводится по принципу вытеснения, например, в трубчатых реакторах, противоточных аппаратах и т. д. Недостатками этой модели являются сложность постановки граничных условий и необходимость предварительной оценки коэффициента продольного смешения. [c.58]

Гу па л о Ю. П., Р я 3 а н ц е в Ю. С., О режимах работы химического реактора идеального вытеснения с интегральным учетом тепловыделения, Ж. прикл. мех. и технич. физики, № 1, 82 (1969). [c.186]

В случае в (реактор вытеснения) предположим, что справедлива модель идеального вытеснения. Принимая те же допущения, что и ранее, относительно химической кинетики и постоянства плотности, находим [c.88]

Химические реакторы непрерывного действия по режиму движения компонентов делятся на реакторы идеального вытеснения (РИВ-Н), реакторы идеального смешения (РИС-Н) и реакторы промежуточного типа (РПТ-Н). [c.122]

Авторы не затрагивают перемешивания твердых частиц, хотя оно может играть существенную роль, особенно в случае теплонапряженных химических реакций. Поскольку происходит коалесценция пузырей, межфазный коэффициент обмена теоретически рассчитывают (см. гл. V) последовательно для каждого участка в слое, внутри которого высота газовой пробки постоянна. Одновременно сделано важное допущение в месте коалесценции газовых пробок потоки газа в дискретной и непрерывной фазах полностью смешиваются. Таким образом, весь реактор рассматривается как бы составленным из нескольких последовательно соединенных реакторов (рис. VII-17). В результате такого допущения режим в значительной мере приближается к стержневому (идеальное вытеснение) и конверсия в реакторе повышается. Однако остается неясным, каким образом происходит смешение газа из разных фаз при коалесценции двух газовых пробок. [c.275]

В то же время, если скорость процесса в целом лимитируется химической реакцией, то представляется возможным рассматривать систему как реактор непрерывного действия с перемешивающим устройством. В промежуточном случае для расчета скорости протекания химических реакций требуется знание механизма контакта между газом и твердыми частицами. Необходимо располагать точной информацией о режиме газового потока через непрерывную фазу (т. е. идеальное вытеснение или полное перемешивание степень продольного перемешивания), скорости межфазного обмена газом, распределении пузырей по размерам, а также о соотношении диаметров облака циркуляции и пузыря. [c.336]

Рис. 3.20. Этапы построения сигнального графа процесса химического превращения в реакторе идеального вытеснения на основе связной диаграмм

В этом случае приходится проводить процесс в проточном интегральном реакторе (предпочтительно изотермическом) в условиях, когда физический транспорт может тормозить химические превраш,ения. Отметим, что если изучение процесса на единичном зерне катализатора возможно при неизменных каталитических свойствах, оно безусловно является полезным, хотя и не исключает опытов с интегральным реактором. В интегральном реакторе можно создать условия, близкие к идеальному вытеснению, и изотермическое ноле, что особенно удобно для исследования кинетики. Так, Шваб [3] показал, что продольная диффузия не влияет на процесс в реакторе длиной несколько сантиметров при линейных скоростях в несколько сантиметров в секунду. [c.158]

Рассмотрим процесс, включающий произвольное число реакций. Химические превращения в реакторе идеального вытеснения описываются системой уравнений [c.391]

Эффективность использования рециклов в значительной степени, помимо кинетических характеристик реакций, определяется типом химического реактора. Из теории химических реакторов известно, что для простых реакций, скорость которых пропорциональна концентрации исходного реагента — где п — порядок реакции, реактор трубчатого типа (модель идеального вытеснения) всегда эффективнее реактора с перемешиванием (модель идеального перемешивания), введение рецикла приводит к изменению структуры потоков в реакторе, приближая ее к режиму перемешивания. Таким образом, для простых реакций охват рециклом трубчатого реактора не приводит к увеличению эффективности реактора. Эффективность реактора с перемешиванием не зависит от того, имеется ли рецикл или нет. [c.127]

Топологическая структура (2.69) представляет развернутый (детализированный) 8/-элемент в связных диаграммах моделей структуры потоков. Последний фрагмент связной диаграммы системы химических реакций непосредственно стыкуется с диаграммами гидродинамической структуры потоков в аппаратах при моделировании физико-химических систем. Пример полной сигнал-связной диаграммы процесса химического превращения в реакторе идеального вытеснения приведен на рис. 2.12. [c.142]

Системы, в которых происходит обмен веществом с окружающей средой, в термодинамике называют открытыми системами. В промышленности химические процессы большей частью протекают в разнообразных проточных реакторах (реакции, протекающие в потоке). Чтобы получить представление о том, как используют методы химической кинетики при описании процессов в открытых системах, целесообразно изучить кинетику реакций в реакторах идеального смешения и в реакторах идеального вытеснения., [c.551]

Теперь рассмотрим обратимые экзотермические реакции, протекающие в реакторе идеального вытеснения (см. рис. VHI-5). С повышением температуры возрастает скорость прямой реакции, но при этом снижается максимально достижимая степень превращения. Таким образом, в том месте, где реагенты далеки от состояния химического равновесия, т. е. около входа в реактор, целесообразно поддерживать высокую температуру. Около выхода из реактора, там, где реакционная масса приближается по составу к равновесному, температура должна быть пониженной,. чтобы сдвинуть процесс в сторону более полного превращения реагентов. [c.217]

Газофазные реакции, идущие без изменения числа молекул, и жидкофазные реакции, протекающие в реакторе идеального вытеснения, описываются теми же кинетическими уравнениями, что и реакции при постоянном объеме. Если же газофазная реакция проходит с изменением числа молекул, то кинетические уравнения, выведенные для реакций, проводимых в замкнутой системе (при постоянном объеме), неприменимы, так как концентрации реагентов изменяются в результате не только химических превращений, но и изменения объема. [c.16]

По степени смешения исходных веществ с продуктами реакции в проточных реакторах различают два предельных режима идеального вытеснения и полного (идеального) смешения [17], а также промежуточные режимы неполного смешения, при которых и проводятся производственные химические процессы. [c.70]

Таким образом, во всех рассмотренных выше случаях наиболее оптимальные условия диспергирования достигаются при последовательном включении нескольких бисерных мельниц. В отличие от каскада химических реакторов, где наращивание числа аппаратов в каскаде обеспечивает приближение процесса к системе идеального вытеснения с увеличением движущей силы процесса и его интенсификации, каскад бисерных мельниц, с учетом специфики протекающих в них процессов, не должен превышать двух-трех состыкованных аппаратов [80]. Это связано с тем, что режим работы уже третьей бисерной мельницы не будет оптимальным, поскольку продолжительность пребывания во всех аппаратах каскада одинаковая, а характеристики диспергируемых паст различны. [c.111]

В большинстве случаев в лабораториях химические процессы исследуются в изотермических условиях по динамическому или же статистическому методу при постоянных давлениях и свойствах катализаторов. Крупнотоннажные же промышленные процессы нефтепереработки и нефтехимии, как правило, проводятся в проточных системах, в которых изотермичность, идеальное вытеснение и постоянство давлений по пути реагирующего потока достигаются весьма редко. Реакторы большой мощности требуют отвода или подвода больших количеств тепла. [c.136]

Возможно ли, что трубчатый реактор идеального вытеснения имеет более чем один профиль стационарного состояния для данных параметров и условий подачи Так как изменение содержимого реактора периодического действия во времени точно соответствует изменению содержимого трубчатого реактора идеального вытеснения по расстоянию, то этот вопрос может быть сформулирован следующим образом возможно ли, что в реакторе периодического типа имеется более чем один путь реакции при данных условиях Повседневный опыт дает отрицательный ответ на поставленный вопрос, иначе воспроизводимость химических экспериментов вызывала бы серьезные сомнения. Для более строгого доказательства можно сослаться на теорему (гл. III), утверждающую, что решение дифференциальных уравнений первого порядка [c.123]

Расчет величины Q по уравнению (П.28) упрощается стационарностью энергетического баланса в реакторах непрерывного действия. Для аппаратов группы РБ и РМ скорость реакции неизменна и определяется конечной концентрацией реагирующих веществ. Это положение допустимо также и при тепловом расчете реакторов группы РП. Хотя по жидкой фазе они близки к аппаратам идеального вытеснения, но в силу малого времени пребывания в них жидкости и протекания реакции преимущественно в диффузионной области скорость химического превращения в этих аппаратах можно считать неизменной во времени. [c.26]

С некоторой степенью точности замкнутой системой можно считать каждый элемент объема в ламинарном потоке. Если струя газа или жидкости проходит через реакционный сосуд, в котором созданы условия, необходимые для протекания химической реакции (например, достаточно высокая температура нлн присутствие необходимого катализатора), то при отсутствии конвекции и достаточно малой скорости диффузии вещества в направлении потока каждый объем реакционной смеси можно рассматривать как независимый от остальных, т. е. как перемещающуюся в пространстве замкнутую систему. Такой способ проведения химических реакций широко используется в научно-исследовательской работе и в промышленности. Соответствующие реакторы получили название реакторов идеального вытеснения. [c.34]

Итак, динамика химического реактора идеального вытеснения, в котором идет реакция нулевого или первого порядка, может быть исследована достаточно просто. Когда порядок реакции отличен от нуля и единицы, уравнение (5.4.42) будет нелинейным дифференциальным уравнением в частных производных. В этом случае, исследование динамических свойств реактора становится весьма трудной задачей. [c.261]

В книге изложены математические и физико-химические основы моделей химических реакторов. Рассмотрены модели идеального смешения и идеального вытеснения, диффузионная и ячеистая модели, комбинированные модели, двухфазная модель реактора с псевдоожиженным слоем катализатора, статистические модели. Знач>1тельное внимание уделено физической интерпретации процессов в реакторах, составлению основных уравнений, выбору граничных и начальных условий, качественному и количественному анализу типов моделей. [c.4]

Модель идеального вытеснения широко используют в химической технологии при описании аппаратов, работающих по принципу вытеснения, например трубчатых реакторов и теплообменников. Ее достоинствами являются относительная простота ргшения уравнений математического описания, построенного с применением данной модели, и вместе с тем приемлемая во многих слу4аях точность воспроизведения реальных гидродинамических условий. [c.57]

Реактор идеального вытеснения. Математическое описание этого реактора можно получить из общих уравнений гидродинамики потока для случая идеального вытеснения (11,15) и (11,21), если подставить в них соответствующие выражения для интигсивностей истич[гиков массы и тепла. Интенсив1/ость указанных источников, как и для рассмотренно1 о реактора идеального смешения, определяется скоростью химической реакции и теплопередачей. [c.83]

Пример 1У-4. Поток сырья А, поступающий в производство в количестве К, распределяется на N параллельно работающих изотермических реакторов идеального вытеснения, в которых проводится химическая реакция типа (IV,64) тэлько первого порядка [c.153]

С целью анализа влияния структуры потока в химическом реакторе на его рабочие характеристики (степень превращения и избирательность) сравним работу реактора для проведения некоторых цаиболее раопро С праиенцых типов реакций iB режимах идеального вытеснения и полного перемешивания. [c.244]

Метод динамического программирования применим к любым многостадийным процессам, в которых на каждой стадий надо принимать решения для оптимизации всего процесса. Среди работ, в которых этот метод использовался для оптимизации химических реакторов, прежде всего надо отметить цикл работ Р. Арпса, которые затем были обобщены в его монографии . При полющи указанного метода Р. Арис рассмотрел оптимизацию последовательности реакторов идеального смешения адиабатических полочных реакторов с охлаждением потоков между полками теплообменниками (или исходным реакционным газом, либо газом, отличным от исходного), а также оптимизацию реактора идеального вытеснения. В частности, он получил ранее найденные методом вариационного исчисления уравнения оптимальной температурной кривой в реакторе идеального вытеснения для общего случая. [c.10]

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]

Большие успехи прикладной математики, приведшие к созданию аналоговых и цифровых электронных вычислительных машин, а также достижения в разработке методов расчета кинетики промышленных реакций, осуш ествляе Мых в различных условиях (идеального иеремешивания, идеального вытеснения и всевозможных промежуточных режимов), открыли пути к строго научному расчету химических реакторов, автоматическому управлению пми и оптимизации услови11 проведения процессов. [c.8]

Режим движения реакционной среды. На рис. 1-4 представлены два типа реакторов непрерывного действия. В первом реакторе элемент объема движется, не смешиваясь с предыдущим или последующим элементами объема. Состав элемента объема будет изменяться последовательно по длине реактора вследствие химической реакции. Реактор не имеет ни одного механического конструктивного прпснособления для перемешивания и характеризуется большими значениями соотношений между длиной и диаметром. При движении через реактор элемент объема, вероятно, ведет себя так же, как поршень в цилиндре, вытесняя все, что находится перед ним, поэтому такой реакционный аппарат называют реактором с полным вытеснением (реактором идеального вытеснения). [c.28]

В качестве примера рассмотрим оптимизацию процесса в реакторе идеального вытеснения в условиях колебательного режима [61, А. Цирлин]. Пусть в реакторе протекает химическая реакция вида [c.240]

Лекция 10. Математические модели химических реакторов, Модели реакторов идеального первмеиивания и идеального вытеснения в изотв ди- [c.314]

При осуществлении процесса в неподвижном слое катализатора невозможно одновременно удовлетворять условиям физического и химического подобия. Однако в случае автомодельного режима относительно одних из указанных условий можно исключить последние из математической модели реактора. Так, для химически подобных процессов, протекающих во внешнедиффузионной области, применимы методы физического моделирования. При организации автомодельного режима относительно физических условий можно использовать модель идеального вытеснения, согласно которой процесс в слое идентичен процесссу в отдельнс зерне катализатора. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология