Реактор для гомогенных газовых реакций

Роль соотношения s/v в газо- и жидкофазных реакциях. При создании современной цепной теории гомогенных газовых реакций [5] значительную роль сыграли закономерности, найденные при изучении зависимости кинетики их от диаметра реакторов, от соотношения между величиной твердой поверхности и свободного объема и т. д. К их числу относится зависимость пределов и полуострова воспламенения от указанных факторов. Согласно теории, эти закономерности связаны с обрывом [c.37]

В котором предусмотрена возможность параллельного и независимого протекания гомогенной газовой реакции с константой скорости ку и гетерогенно-каталитической реакции с константой скорости /сг, т. е. г хим = и пов + об- Учтена также возможность несовпадения скоростей адсорбции и десорбции, характеризующихся константами кг и А4. При поддержании адсорбционного равновесия по всей длине реактора т. е. при [c.33]

Представляют интерес и реакторы для проведения гомогенных газовых реакций, гетерогенных реакций в системах жидкость — жидкость, жидкость — твердое тело и газ — жидкость — твердое тело. Процессы в таких системах встречаются значительно реже, чем рассмотренные выше, однако некоторые из них имеют очень важное значение. [c.227]

Реакторы для гомогенных газовых реакций обычно представляют собой полые или трубчатые аппараты со змеевиками. Расчет их мало отличается от расчета аппаратов для гетерогенных газовых реакций, за исключением того, что здесь значительно проще может быть вычислено время реакции — из кинетического уравнения. Диффузионные факторы в данном случае отпадают. Что касается вопросов обеспечения теплообмена, то все сказанное ранее полностью остается в силе. [c.228]

Транспортировка реагентов к поверхности подложки управляется динамикой газовых потоков, которая является сложной функцией от температуры, давления, характеристик газа или пара, а также геометрии внутренних частей реактора. Гомогенные химические реакции в газовой фазе (газофазные реакции) могут иметь место в процессе транспортировки и смешения реагентов. Как уже отмечалось, газофазные реакции [c.78]

В гомогенной газовой и жидкой системе с интенсивным перемешиванием скорость превращения обусловлена скоростью реакции. В следующей части данного раздела книги мы коснемся вопросов, относящихся к превращениям в потоке движущихся реагентов, а также рассмотрим влияние интенсивности перемешивания и неизотермических условий проведения превращений в разных типах реакторов на достигаемый результат процесса. [c.242]

Закономерности кинетики реакций в жидкостях имеют ряд особенностей, отличающих их от более простых законов кинетики газовых реакций. В данной главе будут рассмотрены общие принципы кинетики химических реакций в жидкостях для относительно простого случая гомогенных химических реакций и вытекающие из них следствия, полезные для феноменологического описания процессов химического превращения в жидкостных реакторах. Более детальное изложение кинетики гомогенных химических реакций в жидкой фазе дано в монографиях [1] и [2]. [c.27]

Реакторы для проведения реакций в гомогенной газовой фазе можно классифицировать, взяв в качестве критерия тепловой эффект реакции и тепловой режим реактора. В табл. П-8 приведены наиболее часто встречающиеся в промышленности типы этих реакторов. [c.89]

Реактор для получения синтез-газа путем парциального окисления метана. Получение синтез-газа состоит в сущности из двух стадий 1) экзотермической реакции сгорания метана в кислороде (в гомогенной газовой фазе) [c.96]

В гл. II анализируется такая система работы реактора для проведения реакций в гомогенной газовой фазе (получение ацетилена). [c.253]

Массообменные процессы широко используются в промышленности для решения задач разделения жидких и газовых гомогенных смесей, их концентрирования, а также для защиты окружающей природной среды (прежде всего для очистки сточных вод и отходящих газов). Например, практически в каждом химическом производстве взаимодействие обрабатываемых веществ осуществляется в реакторе, в котором обычно происходит только частичное превращение этих веществ в продукты реакции. Поэтому выходящую из реактора смесь продуктов реакции и непрореагировавшего сырья необходимо подвергнуть разделению, для чего эту смесь направляют в массообменную аппаратуру, из которой непрореагировавшее сырье возвращается в реактор, а продукты реакции направляются на дальнейшую переработку или использование. [c.6]

Реакторы вытеснения применяют для многих газовых реакций, а также для некоторых жидкофазных реакций. В реакторах вытеснения осуществляются процессы окисления окиси азота (стадия производства азотной кислоты из аммиака), реакции хлорирования (например, этилена) и сульфирования олефинов. Эти примеры относятся к гомогенным реакциям, которые протекают в реакторах вытеснения, представляющих собой трубу, заполненную лишь реагирующей средой. [c.157]

Реакционные сосуды обычно изготовляют из стекла, не подвергающегося воздействию реагентов однако если стекло химически нестойко, можно воспользоваться"другим материалом. Что касается газовых реакций, то многие из них протекают на стенках реакционного сосуда если желательно изучить только гомогенную реакцию, то следует исключить влияние стенок или выбрать другой материал сосуда. Влияние стенки исключается при использовании сосудов, в которых можно менять отношение поверхности сосуда к объему и затем экстраполировать полученные значения скоростей к нулевому значению этого отношения. При проведении реакции в газовой фазе реактор обычно является частью вакуумной установки. Вся система перед началом опыта откачивается до низкого давления, и реагирующий газ или газы вводят в реактор, измеряя давление по манометру. В случае проведения реакций в растворе реагенты и растворитель вводят в реактор, применяя обычную технику перемешивания. При необходимости реактор впоследствии может быть закрыт или запаян во избежание потерь испаряющихся материалов. [c.38]

Для проточного реактора, в котором протекают гомогенные химические реакции, система уравнений химической кинетики и одномерной газовой динамики без учета диффузии, вязкости и теплопроводности может быть записана в виде [c.20]

Большинство органических веществ в процессе испарения капель сточной воды полностью переходит в паровую фазу. В отличие от них органические соединения металлов чаще всего полностью не испаряются, а лишь подвергаются термическому разложению с образованием конденсированных частиц, в которых могут содержаться горючие вещества (кокс, высокомолекулярные органические соединения), окисляющиеся в дальнейшем по законам гетерогенных реакций. Эти реакции протекают значительно медленнее гомогенных газовых, поэтому успешное протекание процесса огневого обезвреживания сточных вод, содержащих органические соединения металлов, будет возможно только при более жестких условиях организации процесса и снижения удельных нагрузок реакторов. [c.83]

В Государственном институте азотной промышленности МХП СССР было показано, что без гетерогенно-каталитического зарождения на стенках гомогенные реакции невозможны даже в условиях нагрева газовой смеси нри адиабатическом сжатии до температур выше 1000°. Объектом исследования была реакция окисления метана. Опыты сначала проводились без предварительного подогрева реактора. Наблюдающийся при этом некоторый нагрев поверхности оказался недостаточным реакция пошла только после предварительного нагрева стенок сосуда до 400—450°. Отсюда следует, что без зарождения на стенках сосуда гомогенное окисление метана невозможно зарождение осуществляется на нагретых стенках реактора. Без зарождения реакция начинается только при 1200° за счет разогрева горючей смеси при адиабатическом сжатии. [c.371]

В табл. 19, снабженной примечаниями, приведены изученные реакции, методики экспериментов и параметры активации Л и . Реакции, проводимые в газовой фазе в стеклянных реакторах, гомогенны и описываются в начальной стадии реакции уравнениями первого порядка. С повышением глубины превращения кинетику реакции осложняют параллельные, последовательные и обратные процессы, но в конденсированном состоянии этих осложнений можно избежать. В этом случае реакции подчиняются уравнению первого порядка до относительно высоких степеней превращения. [c.78]

В заключение рассмотрим вывод масштабных уравнений для случая гомогенной химической реакции в газовой фазе в трубчатом реакторе непрерывного действия. Для вывода масштабных уравнений здесь необходимо учесть, что потери напора в модели и прототипе должны быть равны. В противном случае в реакторе, в котором потери напора будут больше, возникнет ускоренное движение газообразного потока реакционной смеси, вследствие чего время пребывания в этом реакторе уменьшится. Пренебречь разницей в потерях напора можно только в том случае, когда общее давление в системе велико по сравнению с потерями напора. [c.330]

Реакторы для проведения реакций в гомогенной газовой фазе наиболее часто классифицируют по тепловому эффекту реакции и тепловому режиму реактора. [c.621]

При получении газовой смеси, содержащей окислы азота и аммиак, при комнатной температуре очень быстро образуются аэрозоли нитрата и нитрита аммония. Глубокой осушкой воздуха избежать образования солей невозможно ввиду протекания реакции № 10. Таким образом, при комнатной температуре невозможно получить гомогенную газовую смесь с заданным содержанием окислов азота и аммиака, что необходимо при проведении процесса селективного каталитического восстановления окислов азота. Поскольку все химические процессы взаимодействия окислов азота с аммиаком экзотермичны, чтобы избежать образования аммиачных солей, естественно, необходимо повысить температуру смешения. Температура 160° была выбрана экспериментально как минимальная температура, при которой в зоне обогрева практически уже не происходит заметного образования аммонийных солей. При 150° на стенках реактора еще можно было заметить пленку солей, которая начиналась от точки смешения, однако очень малые количества нитрата (следы) наблюдались вплоть до 350°. [c.9]

Размеры твердых частиц, получаемых в процессе реагирования, определяются рядом факторов, главными из которых являются условия проведения реакции — температура, соотношение реагентов и время пребывания частиц в реакторе. Диаметр твердых частиц зависит от температуры плавления продукта, склонности его к оплавлению и слипанию, а также от количества и размера частиц затравки. Последнюю применяют для получения более крупных частиц, так как многие газовые реакции, которые считаются гомогенными, являются в действительности гетерогенными и идут на поверхности твердой фазы. В качестве затравки применяют небольшое количество твердого продукта реакции, просеянного для получения монодисперсных частиц и вводимого вместе с газами. [c.337]

Гомогенные реакции протекают в одной фазе — жидкой или газовой (соответственно реакторы жидкофазные и газофазные), и не сопровождаются фазовыми переходами. При их расчете основное внимание уделяется учету неравномерности распределения тепла и массы (поперечных и продольных градиентов), конвективного переноса (диффузии) и теплопроводности на селективность и производительность реактора [11]. [c.82]

У-11. Гомогенную реакцию Л 3/ проводили в опытном реакторе, представляющем собой трубу диаметром 0,0254 м и длиной 1,8 м, при температуре 350 С, давлении 5 ати скорости подачи исходного вещества 31 10" мУсек. Реакция протекала в газовой фазе в соответствии с кинетическим уравнением второго порядка. В этих условиях достигнута степень превращения 60%. [c.127]

У-15. Гомогенную реакцию, протекающую по уравнению А -> 2В, проводят в газовой фазе в периодически действующем реакторе при температуре 100° С и давлении 1 ат. Результаты опытов при работе с чистым исходны.хг веществом А приведены в табл. 22, [c.128]

Для изучения кинетики каталитических реакций может быть использован реактор любого типа периодического действия, идеального смешения или идеального вытеснения. Поскольку в таких реакциях присутствует лишь одна жидкая или газовая фаза, скорость можно находить так же, как и в случае гомогенных реакций. Необходимо только следить за правильностью размерностей величин в примененном уравнении и за тем, чтобы они были определены соответствующим образом и точно. Это объясняется разнообразием выражений, которые могут использоваться для описания кинетики про- [c.425]

Реальные реакторы обычно работают при режимах неполного перемешивання, но в некоторых производственных реакторах степень перемешивания столь незначительна, что для технологических расчетов можно применять модель идеального вытеснения. К таким реакторам относят прежде всего трубчатые контактные аппараты с катализаторами в трубах (рис. 23) или в межтрубном пространстве, служащие для гетерогенных газофазных реакций. Трубчатые реакторы типа кожухотрубного теплообменника применяются и для гомогенных газовых реакций. [c.85]

В нашей лаборатории причина вл1шния стенок на гомогенные газовые реакции выяснилась поэтому в результате сочетания приведенных двух методов раздельно-калориметрические измерения были использованы для изучения зависимости кинетики и механизма окисления бутан-пропановой смеси кислородом воздуха от степени покрытия стенок реактора пленкой х.лористого натрия. [c.370]

Прообразом пламенного реактора являются широко применяемые производственные туннельные горелки для сжигания газообразного жидкого или пылевидного топлива, а также аппараты для проведения некаталитических гомофазных газовых реакций (высокотемпературный пиролиз углеводородов, процессы получения этилена термоокислительным крекингом этана и — ацетилена — крекингом метана, а также синтез хлористого водорода из элементов). Существуют реакторы для проведения гомогенных газовых реакций, сопровождающихся образованием твердых продуктов. Такие аппараты используют для получения окислов некоторых металлов из их галогенидов — 5102 из 51Си и 51р4, АЬОз из АЬС1б, ТЮг из ИСЦ. Для достижения высоких температур и, соответственно, скоростей реакции применяют смеси газообразных кислорода и водорода, которые реагируют с большим выделением тепла и образованием водяного пара. [c.313]

Трубчатый реактор обычно используют для изучения кинетики быстрых реакций, особенно гомогенных и гетерогенных газовых реакций. Его основной недостаток — невозможность непосредственного измерения скорости превращенпя, так как в результате экспе-риме1иа получают среднюю по всей длине реактора величину ( интегральный реактор). Для устранения указанного недостатка часто применяют трубы небольшой длины или повышают нагрузку реактора, чтобы получить низкие степени превращения и почти постоянные условия по всей длине трубы ( дифференциальный реактор). При этом требуется высокая точность измерений состава (см., нанример, Риетема Кроме того, при использовании короткой трубы результат может зависеть от значительной растянутости распределения времени пребывания. [c.236]

Рис. 3.1. Адиабатический реактор векционным перемешиванием для дения реакций в гомогенной газовой фазе (термическое хлорирование метана)

Ян, Слейтер, Корнер и Даниельс [251] измерили скорость термического разложения N0 в динамических условиях в реакторе, заполненном таблетками алюмогеля, в диапазоне температур 973—2173 °К при концентрации N0, равной 4,628-103 моль1л. Опыты авторов работы [251] выполнены при значительном избытке неона (10% N0-1-90% Не). Согласно их данным, в области температур 7<1400°К разложение N0 протекало полностью в гетерогенной реакции. В области температур Г>1700°К доминировала гомогенная бимолекулярная реакция, а в интервале температур 1400—1700 °К реакция протекала частично на стенках, частично в газовой фазе. [c.91]

Гетерогенное протекание процесса окисления наблюдается, как правило, при сравнительно низких температурах. Температура появления гомогенной составляющей зависит от природы катализатора и окисляемого вещества. Экспериментальные методы обнаружения гомогенных стадий и изучения гетерогенно-гомогенных каталитических реакций достаточно хорошо разработаны. К таким методам относятся метод раздельного калориметрирования [71] и более совершенный метод вымораживания радикалов [72]. В последнем случае десорбирующиеся с поверхности катализатора радикалы вымораживаются в специальных ловушках, а затем анализируются на ЭПР-спектро-метрах. Качественные данные о выходе реакции в объем можно также получить при проведении процесса в реакторе, в котором можно изменять величину свободного объема за слоем катализатора. Зависимость количества образующихся продуктов от свободного объема указывает на гомогенное продолжение реакции. Свободный газовый объем над катализатором (между зернами катализатора) может быть уменьшен заполнением его инертным материалом. При гомогенном протекании реакции такое заполнение должно привести к уменьшению степени конверсии окисляемого вещества. Свободный объем между зернами катализатора легко изменить, используя виброкипящий слой [И]. [c.77]

Для газофазных процессов обычно требуются высокие температуры, что ведет к увеличению удельного веса побочных реакций. Снижение температуры и повышение избирательности процесса достигаются применением катализатора, Поэтому большинство газофазных процессов ведется на твердых катализаторах, за исключением процессов термческого разложения органических соединений (крекинг, пиролиз). Иногда применяются также гомогенные катализаторы. Химические реакторы для газовых гетерогенных каталитических реакций в химической литературе часто носят традиционное название контактных аппаратов . [c.65]

Влияние перемешивания на скорость процессов, идущих в кинетической области, зависит от типа процесса. Для периодических гомогенных процессов, протекающих в кинетической области, т. е. для большинства газовых реакций, перемешивание не влияет на скорость, так как каждая молекула газа в обычных условиях и без перемешивания испытывает около 10 столкновений в секунду. В проточных же реакторах скорость реакции при прочих равных условиях снижается с увеличением степени перемешивания вследстпие снижения средней движущей силы процесса ДС вплоть до достижения полного смешения реагентов с продуктами реакции. [c.152]

Существует два основных метода охлаждения реагирующей смеси между стадиями адиабатического процесса. С конструктивной точки зрения проще всего смешивать реагенты с байпасной частью исходной смеси. Не обязательно использовать холодное сырье можно вводить в реактор холодное инертное вещество, разбавитель нли смесь какого-либо иного состава. Например, в процессе окисления двуокиси серы используется подача холодного воздуха. В любом случае недостатком такого метода является то, что реагирующая смесь, в которой уже достигнута некоторая степень превращения, разбавляется пепрореагировавшим веществом. Альтернативным методом является охлаждение в промежуточном теплообменнике, где состав реагирующей смеси совсем или почти не меняется. Для каталитических реакций скорость процесса в отсутствие катализатора пренебрежимо мала поэтому, скажем, из реактора с неподвижным слоем газовый поток можно направлять во внешний теплообменник, а затем возвращать в следующий адиабатический слой без заметного изменения степени полноты реакции. В гомогенно-каталитическом процессе реакция может происходить и в теплообменнике, тогда теплообменник можно рассматривать как неадиабатический трубчатый реактор. [c.216]

Опубликовано несколько примеров числовых решений программированных гомогенных реакций, протекающих в потоке. Мурдох и Холланд произвели расчет эндотермической реакции первого порядка в газовой фазе. Перкинс и Peй проанализировали парофазный пиролиз пропана в реакторе вытеснения с постоянным тепловым потоком. [c.155]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология