Реакторы химические удельная производительность

Рассмотрим влияние кинетики химического процесса на удельную производительность реакторов идеального смешения и идеального вытеснения на примере реакций простых типов, т. е. реакций, описываемых одним стехиометрическим уравнением [c.183]

Таким образом, для любого химического процесса удельная производительность реактора в зависимости от режима его работы в стационарных условиях связана со скоростью процесса соотношениями [c.182]

Одной из важнейших характеристик реакторных устройств является удельная производительность, численно равная количеству основного продукта, получаемого с единицы реакционного объема в единицу времени. В случае гетерогенно-каталитических процессов объем продукта может относиться к единице массы катализатора. Удельная производительность реактора связана непосредственно с кинетикой химических процессов и типом реактора. [c.130]

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]

Связь удельной производительности идеальных 181 реакторов с кинетикой химического процесса [c.6]

СВЯЗЬ КИНЕТИКИ ХИМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА С УДЕЛЬНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ РЕАКТОРА И СЕЛЕКТИВНОСТЬЮ [c.181]

СВЯЗЬ УДЕЛЬНОЙ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ИДЕАЛЬНЫХ РЕАКТОРОВ С КИНЕТИКОЙ ХИМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА [c.181]

В многотоннажной органической технологии химические процессы в основном проводят в непрерывно действующих реакторах в стационарных условиях. В этом случае удельная производительность реактора по веществу В определяется выражением [c.182]

Анализ выражений (3.144) и (3.145) показывает, что использование в химическом процессе одного из реагентов в избытке приводит к увеличению удельной производительности реактора. В органической технологии часто пользуются этим приемом путем введения более дешевого реагента (например, водорода при гидрировании или воды при гидратации ненасыщенных соединений, гидролизе сложных эфиров или галоидпроизводных и т. д.). [c.186]

Для обратимых экзотермических реакций имеется оптимальная температура, при которой скорость химического процесса и удельная производительность реактора принимают максимальные значения. Это объясняется тем, что термодинамика и кинетика предъявляют противоположные требования к температуре процесса при понижении температуры растет константа равновесия, но соответственно, как правило, уменьшается скорость реакции и удельная производительность реактора. [c.187]

Сравнение непрерывно действующего реактора и реактора периодического действия показывает, что для достижения одной и той же удельной производительности в аппаратах требуется разное время. В реакторах периодического действия ко времени химического процесса т необходимо добавлять время затрачиваемое на загрузку выгрузку охлаждение и нагревание потоков. [c.130]

Долгое время среди технологов существовало убеждение, что процесс протекает в режиме идеального смешения. Однако с помощью кинетических расчетов, проделанных недавно, было установлено, что характерные времена химической реакции равны 10 —10 с. Это означает, что реакция полимеризации заканчивается на расстоянии 1—10 см от места ввода катализатора в реактор. Макрокинетический анализ работы реактора, в котором учитывалась химическая реакция, процессы тепло- и массопереноса, показал [76], что сверхбыстрые процессы бессмысленно проводить в емкостных реакторах, так как большая часть их объема является балластной. Хотя точные расчеты гидродинамики процесса смешения оказались невозможными из-за усложнений, вызванных изменением плотности среды вследствие контракции мономера и его кипения в зоне реакции, все же приблизительно были оценены значения коэффициентов турбулентной диффузии. Авторы предложили реактор трубчатого типа со ступенчатым вводом катализатора. Вполне очевидно, что такой реактор может эксплуатироваться только в непрерывном режиме. Даже при самых маленьких его размерах производительность оказалась слишком велика для лабораторной установки. Поэтому экспериментальный реактор смонтировали сразу в промышленном цехе параллельно существовавшему емкостному реактору. Длина экспериментального реактора составила около 2 м при диаметре около 0,5 м. Удельная производительность такого реактора оказалась примерно в 200 раз выше, чем реактора с мешалкой. [c.167]

Для обратимых реакций типа А < В, 2А 2В или 2А,ч В изложенные зависимости сохраняют свое значение, однако обратимые реакции расщепления Ач В + 2 имеют одну важную особенность. С точки зрения термодинамики здесь следует снижать парциальное давление Рд, о, чтобы повысить равновесную степень конверсии, а с позиций химической кинетики Рд, о целесообразно повышать, чтобы ускорить прямую реакцию. В результате имеется некоторое парциальное давление, при котором удельная производительность реактора становится максимальной. [c.326]

Из рис. 98 видно, что при падающей кривой дифференциальной селективности эффективность каскада выше, чем в единичном реакторе полного смешения, и при увеличении числа аппаратов в каскаде селективность приближается к таковой в реакторе идеального вытеснения. Это явление аналогично рассмотренному ранее для удельной производительности и объясняет еще одну причину широкого распространения каскадных схем проведения относительно медленных процессов и секционирования химических реакторов. [c.348]

Кинетическая модель химического процесса позволяет предсказать некоторую область или варианты решений по типу реакторов и параметрам процесса, наиболее выгодным с точки зрения удельной производительности и селективности. Однако при варьировании каких-либо условий процесса удельная производительность и селективность нередко изменяются в противоположных направлениях либо появляются дополнительные затраты на стадиях подготовки реакционной смеси или разделения продуктов. Так, снижение степени конверсии или применение избытка второго реагента часто благоприятствует росту селективности и удельной производительности, но сопровождается повышенным расходом энергии на выделение и рециркуляцию непревращенных веществ повышение концентрации катализатора или инициатора увеличивает производительность, но связано с дополнительными материальными затратами. Выбор оптимального типа реактора или организации в нем теплообмена нередко сопровождаются увеличением затрат на сооружение и эксплуатацию реакционного узла. Повышение давления газофазных процессов, способствуя росту производительности, а часто и селективности, в то же время вызывает дополнительный расход энергии на компримирование. Изменение температуры, благоприятное для какого-либо из показателей процесса, может обусловить применение более дорогостоящих теплоносителей или конструкционных материалов и т. д. Поэтому оптимизация процесса по таким показателям, как максимум выхода или се- [c.358]

Последовательно развивая эту идею, нетрудно заключить, что эффективность процессов повышается, если оптимизировать не отдельные установки, а целые комплексы установок в их взаимодействии. Это является следствием своеобразного синергизма. Правда, это еще больше усложняет задачу. В этом случае опти мальная степень превращения в каждом аппарате становится функцией двух факторов 1) влияния глубины превращения в каждом аппарате на производительность всех других установок комплекса — интерференция производительности 2) удельного значения каждого продукта для повышения величины критерия оптимальности всего комплекса в целом — интерференция критерия оптимальности. По существу, эти два вида интерференции химических процессов, вызываемые степенью превращения в каждом реакторе, приводят к компромиссной оптимальной производительности и селективности между всеми реакторами сложной системы. При оптимизации химических комплексов, конечно, приходится учитывать одновременно взаимное влияние многих других факторов, т. е. специфические свойства всего комплекса в рациональном использовании не только материальных потоков, но и тепловых ресурсов. При этом использование энергетических ресурсов каждой установки должно определяться наиболее эффективным удовлетворением энергетических потребностей всего комплекса в целом. [c.19]

Значительное внимание в химической промышленности уделяется использованию низкотемпературной плазмы для одностадийного проведения реакций, протекающих обычно многостадийно. Для осуществления плазмохимических процессов потребуется создание совершенной аппаратуры, промышленное освоение техники высоких напряжений и получение особо чистой воды для высадки продуктов из плазмы (процесса закалки ). Однако все это компенсируется многократным снижением удельных энергетических затрат на единицу химической продукции, резким повышением производительности труда, компактностью плазмохимических установок (плазмотронов). Значительная экономия топлива возможна также при использовании ядерных реакторов для обеспечения технологических процессов высокотемпературным теплом, технологическим паром и электроэнергией. В этом направлении ведутся совместные работы с учеными АН СССР. [c.94]

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]

Производительность электролизеров на единицу объема, как правило, ниже производительности реакторов в химических методах производства. Это требует резкого повышения удельных характеристик электролизеров за счет реализации новых принципов интенсификации макрокинетики электрохимических процессов. [c.14]

В последние годы в отечественной хлорной промышленности принята схема, основанная на донасыщении обедненного рассола твердой солью, получаемой при выпаривании рассола из подземных скважин. Подземный рассол из приемных резервуаров подогревают в теплообменниках до 50—60 °С и направляют в реакторы непрерывного действия для химической очистки от солей кальция и магния. Очищенный и осветленный рассол далее поступает на выпарную установку. Для уменьшения коррозии выпарных аппаратов рассол рекомендуется предварительно подвергать деаэрации. Такая установка производительностью 450 т соли в сутки состоит из четырех выпарных аппаратов с принудительной циркуляцией рассола. Удельный съем соли составляет 10—13 кг/ м -ч). Избыточное давление пара 1,7— 3,0 ат, остаточное давление в конденсаторе 60—80 мм рт. ст., удельный расход пара 1,15—1,37 т на 1 г соли. Стадия выпаривания рассола может быть оборудована установкой для удаления сульфатов, накапливающихся в маточном растворе. [c.141]

Сопоставление продуктов синтеза, получаемых при рассмотренных выше новых процессах, с продуктами уже осуществленного в промышленности синтеза при атмосферном и среднем (10 аг) лавленли показывает, что с применением новых схем синтеза и катализаторов изменяется фракционный и химический состав получающихся продуктов и повышается октановая характеристика бензинов. Процесс синтеза имеет в зтом случае ясно выраженное топливно-химическое направление, так как получаемые продукты богаты алкенами и кислородсодержащими ве-тцествами, которые служат исходным сырьем для производства ценных органических продуктов. Наряду с этим увеличивается производительность агрегатов (реакторов) и снижается удельный расход стали на реакторы (табл. 172). В результате процесс синтеза становится более совершенным и экономичным. [c.541]

Подвод тепла к реакторам часто осуществляют высоко-кипящими органическими теплоносителями (ВОТ), так как при нагревании реакционной массы до высоких температур из-за возможного осмоления продукта неприменим пря мой электрообогрев и другие способы жесткого обогрева. Обычно ВОТ подводятся к теплообменной поверхности реактора по трубопроводу от внешнего источника в виде паров или жидкости [П. Однако при небольших размерах реакторов, т. е. при потреблении малых количеств ВОТ, что характерно для отрасли химических реактивов, транспортирование ВОТ по трубопроводу вследствие его высокой температуры связано с большими удельными потерями тепла в окружающую среду. Кроме того, недостатком применения жидкого ВОТ является низкий коэффициент теплопередачи, влияющий на снижение производительности реактора или препятствующий поддержанию заданного технологического режима [1 — [c.105]

Активность катализатора определяется скоростью, с которой под его воздействием реакция приближается к химическом-уг равновесию. Скорость можно вьфазить несколькими способами. Эфф.ек-тивность промышленного реактора часто выражают через удельную производительность, т.е. количеством продукта, образующегося в единицу времени в расчете на единицу объема реактора. [c.90]

Выведите уравнения, связывающие удельную производительность реакторов идеального смешения и вытеснения со скоростью химической реакции. Покажите на примерах стехиометрически простых реакций зависимость удельной производительности реактора от начальной концентрации реагентов, порядка реакции, конверсии и стехиометрии реагентов. [c.198]

Величина удельной производительности реактора связана непосредственно с кинетикой химического процесса и типом реактора. Для различных типов химических реакторов эта характеристика неодинакова. Сравнение непрерывнодействующего реактора и реактора периодического действия показывает, что для достижения одной и той же величины удельной производительности и аппаратах требуется разное время. В последнем случае к чистому времени химического процесса т необходимо добавить, дополнительное время То, связанное с периодичностью процесса и непроизводительными затратами времени (загрузка, выгрузка, охлаждение, разогрев и др.). Влияние дополнительного времени сильнее всего проявляется при проведении быстрых химических превращений, что делает явно невыгодным использование в этом случае периодического реактора. Однако для реакций, протека19-щих медленно и в малом объеме, реакторы периодического действия распространены достаточно широко. [c.495]

Кинетические уравнения, или модели, полученные при исследовании конкретного химического процесса, используют для выбора оптимальных условий его реализации, т. е. выбора типа реакторов, температуры, начальных концентраций (парциальных давлений) и мольного соотношения реагентов, степени конверсии и т. д. На первом этапе химику-технологу нужно проанализировать найденную кинетическую модель, выявить факторы, влияющие (положительно или отрицательно) на результаты процесса и обосновать минимум вариантов его осуществления. При первичном анализе обычно руководст1вуются двумя главными показателями удельной производительностью реактора и селективностью процесса. Однако ии один из них отдельноне может служить критерием для окончательного выбора одного варианта проведения процесса. Таковыми являются еще и экономические показатели, а именно минимум себестоимости продукта, максимум прибыли при его производстве или минимум так называемых удельных приведенных затрат. [c.315]

Проведенные расчеты реакционных узлов при различных организациях подачи оксида этилена в реактор и сьеме тепла химической реакции показали, что наивнсшей удельной производительностью при минимальной параметрической чувствительности обладает установка синтеза НПАВ, состоящая иа нести последовательно соединенных секций теплообменников типа "труба в трубе" с промежуточным вводом оксида этилена. Приводятся геометрические размеры реакционных узлов и параметры проведения процесса синтеза НПАВ. Расчеты проводили на примере получения НПАВ со степенью оксиэтилирования 12. [c.147]

Таким образом, удельцая производительность реактора существенно зависит от конверсии сырья, падая до нуля при Хл- 1, кроме реакций нулевого порядка. Поэтому в промышленности для интенсификации химического процесса используют рецикл исходных реагентов, т. е. при неполном превращении реагентов последние после разделения реакционной смеси возвращают в реакцию. Для химических процессов, где желательна высокая конверсия исходных реагентов и удельная [c.186]

При выборе высокотемпературного реактора (печи) для конкретного технологического процесса факторы, принимаемые во внимание, располагаются в следующей последовательности по важности характер целевого химического процесса и фазовый состав исходного сырья и продуктов реакции химическое взаршодейст-вие энергоносителя с сырьем и целевым продуктом удельные затраты на получение нужной температуры при заданной производительности соответствие температурного поля в рабочей зоне реактора технологическим требованиям возможности автоматизации загрузки сырья и вьпрузки готового продукта выход годного продукта в соответствии с техническими требованиями на него удельные затраты на отделение конечного продукта от побочных продуктов процесса возможности полной автоматизации процесса отходы и экологическая нагрузка на окружающую среду. Представленные на рис. 1.8.9.2 варианты печей в принципе позволяют решать почти любую технологическую задачу с использованием разных типов реакторов с различным технико-экономическим результатом. [c.61]

Массогабаритные показатели. Конструкция любого электрохимического реактора должна быть достаточно компактной. Для химических источников тока, которые используются в нестационарных условиях, основными показателями являются масса или объем установки на единицу вырабатываемой электроэнергии н кг/кВт-ч или дм /кВт-ч или соответствующие обратные параметры удельной энергии на единицу массы или объема. Для электролизеров, уста анливаемых стационарно в специальных помещениях, основным пара.метром служнг производительность (иаиример, значснне тока) на еди-шщу плошали иола, поскол1>ку этот параметр определяет объем строительных работ. [c.316]

Выразим капитальные затраты на завод в фунтах стерлингов на тонну годовой продукции для этого весь капитал разделим на годовую производительность завода. Тогда при условии раскладки амортизационных начислений на десятилетний период на каждую тонну продукта будет начислено 10% удельных капитальных затрат. Таким образом, при норме прибыли с капитала 15% цена тонны продукта возрастет в общей сложности на 25 ф. ст. на каждые 100 ф. ст. капитала, вкладываемого в тонну годовой продукции. Яснее ясного, что длинная цепь агрегатов для выделения и очистки продукта может оказаться намного более протяженной и дорогостоящей, чем система реакторов, в которой осуществляются основные ступени химической реакции, и значительно увеличит себестоимость продукта. Если сырье стоит дешево, скажем 25 ф. ст. за тонну продукта, капитальные затраты на выделение продукта, например, в размере 100 ф. ст. на тонну годовой продукции (а это довольно скромная цифра) могут увеличить обпще издержки производства на сумму, равную стоимости сырья. Аналогичный- эффект наблюдается при многостадийных химических реакциях, хотя они могут оказаться еще более дорогостояпщми, если, как это часто бывает, после каждой ступени химического синтеза реагирующая масса должна проходить систему очистки и лишь после этого может поступать на следующую стадию синтеза. [c.172]

Перевод периодического процесса химического осаждения на непрерывный заменой реактора периодического действия на непрерывный с автоматическим регулированием параметров процесса позволил без существенных капитальных затрат увеличить мощность производства в 2 раза. Получаемый осадок силиката свинца обладает заданными физико-химическими свойствами и составом. Свойства осадка резко улучшились по сравнению с осадком, получаемым в периодическом процессе осаждения. Повышение коэффициента фильтрации осадка в 80 раз обеспечило резкое повышение производительности вращающихся барабанных вакуум-фильтров (табл. 12.3). Уменьшение удельного объема конечного отстоя осадка и снижение адсорбции примееей привело тс снижению расхода воды, пара и времени, затрачиваемого на промывку осадка, в 3—4 раза, а продолжительность процесса сушки и расход греющего пара сократились в 2 раза. [c.174]