Реакторы химические идеальные

Исходным элементом простейшей модели такого реактора является идеально перемешиваемый объем с постоянной температурой Т и концентрацией С. Накопление компонента реакционной смеси в системе определяется алгебраической суммой его количества в поступающем потоке, отходящем потоке и количества, получаемого (или расходуемого) в результате химической реакции. Это приводит к материальному балансу [c.14]

В работе анализируется поведение проточного химического реактора, в котором протекает экзотермическая необратимая реакция первого порядка. Если считать, что в реакторе происходит идеальное перемешивание реагирующей смеси, то можно воспользоваться моделью с сосредоточенными параметрами (дискретной моделью), которая описывается системой обыкновенных дифференциальных уравнений. Эта система состоит из двух уравнений — уравнения материального баланса и уравнения теплового баланса. Если не учитывать изменения объема реагирующей смеси и зависимость ее теплоемкости от состава и температуры, то уравнение материального баланса приобретает вид [c.128]

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]

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]

Сложный характер движения жидкой и твердой фаз в реакторах с кипящим слоем предъявляет особые требования к их моделированию. На ранних этапах исследования этой проблемы процессы изучали при помощи модели диффузионного типа [1, 47, 55, 97, 127, 142, 150, 214]. В основе ее лежит допущение, что реакционный объем является квазигомогенным, а изменение концентрации в р,еакторе происходит вследствие химической реакции и в результате молекулярного и турбулентного переноса с некоторым эффективным коэффициентом диффузии. Этот подход прост, но результаты, полученные при помощи, такой модели, плохо коррелируются с опытными данными. Диффузионная модель имеет ограниченное применение и может быть использована только для весьма приближенного расчета реакторов с кипящим слоем. Действительно, для диффузионной модели предельным случаем уменьшения эффективности реактора является идеальное смешение. Однако появление неоднородностей может привести к тому, что конверсия в кипящем слое окажется ниже, чем в аппарате идеального смешения [79, 145, 158, 182, 187, 188, 204, 233]. [c.8]

Рассмотрим построение упрощенных математических моделей реактора с идеальным перемешиванием для гетерогенных необратимых химических процессов и вывод дифференциальных уравнений отдельных каналов как объектов автоматического управления. При этом выделим следующие случаи [c.94]

Пусть концентрация вещества А,- на входе в реактор равна сол . Если в реакторе осуществляется идеальное перемешивание, то концентрация вещества на выходе из реактора будет такой же, как и в любой точке внутри реактора. Обозначим ее Истинную скорость химической реакции, определенную по веществу А , обозначим ш. [c.70]

Химический завод представляется состоящим из двух групп основного оборудования — реакторов и разделительных аппаратов. Между собой аппараты связаны потоками, в которых, кроме главных целевых компонентов, имеются примеси других компонентов. Приводимые далее уравнения математического описания составлены для завода, включающего лишь реакторы. Предполагается, что разделение компонентов после реактора является идеальным, т. е. каждый поток состоит только из одного компонента. Однако изложенный подход к формированию математического описания легко распространяется на сложную схему завода с параллельными реакторами, колоннами разделения и потоками, включающими смеси различных компонентов. [c.368]

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]

Эти методы основаны на реализации в лабораторном реакторе режима идеального смешения. Часто такие реакторы называют безградиентными , однако это определение неточно — если в слое катализатора совсем нет градиентов концентраций компонентов реакционной смеси, то нет и химических превращений. [c.48]

В реакторе идеального смешения процесс идет в условиях постоянного объема У и при постоянном давлении р. Предполагается, что реагенты, входящие в реактор, вследствие идеального перемешивания мгновенно переходят в состояние с однородным по пространству химическим составом. [c.209]

Основным аппаратом большинства технологических схем в многоассортиментных химических производствах является реактор емкостного типа с механическим перемешивающим устройством, работающий в периодическом режиме. Основная операция, проводимая в таком реакторе — это химическая реакция, инициируемая различными способами нагреванием реакционной массы (насыщенным или перегретым паром, высокотемпературными органическими теплоносителями, металлами в ЖИДКОМ состоянии, индукционными токами и др.) облучением электромагнитным излучением оптического диапазона (фотолиз), облучением ионизирующим излучением (радиолиз) и т, п. Математическая модель изотермического периодического реактора при идеальном перемешивании реакционной массы включает уравнения химической кинетики, из которых определяется время процесса для заданной степени превращения реагента. [c.35]

В задачи этой книги не входит подробное исследование термостатики и термодинамики химических реакций, цель ее — выявить принципы, лежащие в основе анализа и проектирования химических реакторов поэтому нам следует избегать излишних усложнений. Конечно, на практике может возникнуть много трудных проблем, связанных с неидеальным поведением реагирующих смесей, однако расчеты, учитывающие отклонения от идеальности, проводятся с помощью тех же методов, что и более простые расчеты, излагаемые в настоящей главе. Поскольку имеется сравнительно большое количество термодинамических данных, всегда нужно следить за тем, чтобы не превысить точность, вводя мелкие поправки в расчет, использующий приблизительные и в большинстве случаев неполные кинетические данные. Другая причина, но которой мы не будем вдаваться в детали — это обилие, если не избыток, книг по термодинамике. Некоторые из них упомянуты в конце главы, но мы не пытаемся ни сделать критический обзор имеющейся литературы, ни даже составить полный список рекомендуемых руководств. [c.39]

Прежде всего ясно, что не все молекулы, входящие в реактор с временем контакта 0 = Vlq, проведут в нем одинаковое время 0. Вследствие интенсивного перемешивания некоторые из них пройдут реактор почти мгновенно. Именно нз-за того, что такие молекулы вносят очень малый вклад в химическое превращение, объем реактора идеального смешения приходится делать большим. Чтобы найти функцию распределения времени пребывания в реакторе, можно поставить следующий эксперимепт. В момент i = О в реактор впрыскивается короткий импульс нейтрального трассирующего вещества и измеряется концентрация этого вещества в выходящем из реактора потоке. Если концентрация в момент t равна с (г), то количество молекул, выходящих пз реактора в течение малого промежутка времени от i до i - - dt, будет пропорциональное (i) dt. Общее число молекул, вышедших из реактора, пропорционально [c.198]

Вопросы расчета реакторов идеального смешения излагаются во всех общих монографиях по теории химических реакторов, указанных в библиографии к главе 1. Ниже приводится литература по отдельным частным вопросам. [c.212]

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]

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]

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

ИДЕАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ [c.15]

ПРИЧИНЫ ОТКЛОНЕНИЯ РЕАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ ОТ РЕЖИМОВ ИДЕАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ [c.37]

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]

В книге излагаются основы исследования устойчивости режимов работы химических реакторов идеального смешения. Описывается процедура составления математических моделей реакторов. Для исследования устойчивости в малом и в большом используются методы качественной теории дифференциальных уравнений и методы Ляпунова. Применение различных методов иллюстрируется конкретными примерами. [c.4]

Заканчивая вводную главу, предлагаем следующий общий план изложения материала, которым будем руководствоваться. Начнем с гомогенных систем (главы И—X), рассмотрим вытекающие из теории выражения для скорости реакции (глава П), методы ее экспериментального определения (глава П1) и применение для расчетов периодически и непрерывнодействующих химических реакторов с идеальным потоком жидкости или газа (главы IV—VHI) и с неидеальным потоком в реальных аппаратах (главы IX и X). Далее обсудим дополнительные усложнения в расчетах при переходе к гетерогенным системам (глава XI) и специальные разделы посвятим некаталитическим системам жидкость—твердое вещество, системам из двух жидкостей и наконец, системам жидкость—твердый катализатор (главы XII—XIV). [c.26]

Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Из-за отсутствия теории для реальных реакторов в настоящее время можно отметить лишь качественное соответствие данных. Наприме1р, теперь легко объяснить имеющийся опыт по работе камер на больших высотах и характеристики малоразмерных камер сгорания-Также установлено, что смена топлива действительно слабо влияет на полноту сгора ния и стабилизацию пламени как в реальной камере сгорания, так и в гомогенном реакторе. Хотя для реальных камер сгорания завершенная теория отсутствует, следует ожидать, что химическая нагрузка, вследствие ее безраз1мерности войдет в такую теорию. Возможно, реальный реактор отличается от реактора с идеальным перемешиванием только тем, что пога-са1ние в нем происходит цри значении Ь, которое зависит от геог метрии камеры. Опыт подтверждает такое логичное предположение. [c.178]

Иа всех типов химических реакторов аппараты без смешения потока, или, как мы будем их называть, трубчатые реакторы, отличаются наибольшим разнооб-разпем. В реакторах идеального смешения содержимое реактора стараются сделать как можно более однородным при проектировании же трубчатых реакторов цель состоит в том, чтобы избежать перемешивания. В идеальном случае каждый элемент потока проводит в реакторе одно и то же время. Таким образом, процесс в трубчатом реакторе напоминает периодическую реакцию в замкнутом объеме, причем координата, отсчитываемая по направлению движения потока, выполняет функцию времени. Конечно, такое утверждение слишком упрощает картину, однако желательно пметь в виду указанное соответствие между двумя процессами. [c.253]

Грубча-гый проточный реактор описывается уравнением модели идеального Быт0снв1гая с учетом химической реакции, которое имеет следующий вид[16,19,27 [c.46]

Этот реактор описывается уравнением модели идеального перемешивания с учетом химической реакции и имеет следуюащй вид С .30] [c.48]

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 смешения. Математическое описание данного реактора можно получить из общих уравнений гидродинам1П(и потока для случая идеального смешения (И,14) и (П,20), если подставить в них соответствующие выражения для интенсивности исгочни-ков массы н тепла. Интенсивность источников массы в этом случае равна скоростям образования реагентов. Полагая, что в процессе химического превращения число молей реагирующих веществ не изменяется, находят следующие уравнения для ключевых компонентов реакции [c.76]

Ниже рассмотрен ряд примеров построения математического оиисапия реактора идеального смешения для различр[ых типов химических реакций, проводимых в изотермических условиях. [c.77]

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]

Рассмотрим постановку оптимальной задачи для каскада реакторов идеального смешения, в котором проводится с/ожная химическая реакция, не изменяющая общего числа молей реагирующей смеси. Математическое описание каскада аппаратов с таг ой реакцией представляет собой систему уравнений материальных балансов для всех (или только ключевых)компонентов смеси,записандых для всех реакторов каскада [c.156]

Химические реакторы. Как показано в главе П1, периодически и непрерывнодействующие реакторы с мешалками, а также трубчатые реакторы, работающие в высокотурбулентном режиме, могут быть описаны математически вполне точно. Трубчатые реакторы с продольным перемешиванием и реакторы с мешалками, не обесп.ечивающие идеального перемешивания, также можно достаточно точно описать, если известен характер потока в реакторе. [c.182]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология