Реактор одиночный

До сих пор мы рассматривали вопросы расчета только одиночного реактора. Посмотрим теперь, каков принципиальный недостаток реакторов идеального смешения и как от него можно хотя бы частично избавиться. Этим недостатком является необходимость большого времени контакта, так как реакция проводится в условиях, когда ее скорость мала из-за большой степени полноты реакции. Например, для необратимой реакции первого порядка со скоростью г (I, Г) = /с (1 — Е) время контакта, необходимое для достижения степени полноты реакции равно [c.185]

Рис. УП.ЗЗ. Распределение времени пребывания в одиночном реакторе.

Гд), и трубчатый реактор. Тогда общее время контакта будет равно площади под линией NMQ. Таким образом, если можно применять реакторы комбинированного типа, то при конечном состоянии справа от кривой выгоднее всего вести процесс сначала в реакторе идеального смешения, а затем в трубчатом реакторе. Одиночный реактор идеального смешения будет наиболее эффективным нри конечном состоянии, лежащем слева от кривой [c.248]

Для проведения жидкофазных процессов наиболее характерны реакторы с различными перемешивающими устройствами. Периодические процессы ведут обычно в одиночных резервуарах с механическими мешалками и другими видами перемешивания (рис. 45, е) или в автоклавах. Для непрерывных жидкофазных процессов применяют проточные реакторы—одиночные с перемешиванием (рис, 45, ж), каскад реакторов с мешалками (рис. 45, з), а также реакторы вытеснения такие же, как и для газофазных процессов, например охлаждаемый трубчатый реактор вытеснения (рис. 45, д). Жидкофазные гомогенные реакторы применяются для реакций обмена в растворах (например, нейтрализация), этерификации, диазотирования, полимеризации, поликонденсации и др. [c.106]

Упражнение 11.18. Предполагается провести реакцию 2А Р Q в одном или нескольких реакторах идеального смешения при постоянной объемной скорости потока 3,6 м 1ч. Исходная концентрация вещества А равна 40 кмоль1м , веществ Р и Q нулю константа скорости прямой реакции 0,9 м 1 кмоль-ч), а константа равновесия 16. Каков должен быть размер сосуда, чтобы конечные концентрации веществ Р ш Q составляли 85% от равновесных Если можно использовать сосуды емкостью 5% от емкости одиночного реактора, то сколько нужно малых сосудов, чтобы получить ту же степень превращения в последовательности реакторов [c.189]

Если поставить вопрос, при какой температуре степень превращения в одиночном реакторе с фиксированным временем контакта будет максимальной, то сразу напрашивается ответ, что этой температурой должна быть Т ), т. е. температура, прп которой скорость реакции максимальна. Это действительно так, поскольку [c.188]

Знание одной только функции распределения времени пребывания не только недостаточно для расчета процесса в последовательности реакторов, но и не позволяет оценить всей сложности ироцессов перемешивания потока внутри одиночного реактора идеального смешения. На это впервые указал Данквертс (см. библиографию на стр. 213), выделивший два предельных режима — полного сме- [c.204]

Рис. 11-11. функции распределения ф(т) и Р х) = (АВ/ДВо)/ для идеального (а) и реального трубчатого реактора (б), каскада реакционных аппаратов полного смешения (в) и одиночного реактора полного смешения (г). [c.211]

При проектировании реакторов для проведения некаталитических реакций в системе газ (жидкость) — твердое тело прежде всего следует учитывать 1) кинетику превращения одиночного зерна 2) распределение зерен твердого исходного вещества (по размерам) 3) способ контакта фаз (характеристику потока). [c.270]

Способ действия каскада реакторов можно реализовать также и в одиночном реакторе посредством деления его внутреннего пространства горизонтальными или вертикальными перегородками. Аппараты этого типа называются многосекционными. Типичные примеры многосекционных реакторов приведены на рис. УП1-27. [c.309]

В расчете каскада для каждой ступени используется проектное уравнение одиночного непрерывнодействующего реактора полного перемешивания. Пронумеруем последовательные ступени каскада от 1 до т. Обозначим через x концентрацию реагента А в смеси, покидающей -ю ступень. Если предположить, что в трубопроводах, соединяющих аппараты каскада, химическое превращение минимально, то можно считать концентрацию реагента А в смеси на выходе из -го реактора равной концентрации этого вещества в смеси на входе в реактор (рис. УП1-28). Используя [c.309]

Названные выше концепции приложимы, например, непосредственно к реактору с мешалкой, в котором газ, вводимый в жидкость через перфорированную трубу или пластину или увлеченный в нее мешалкой, диспергируется на пузыри. То же можно сказать и о каждой одиночной тарелке абсорбционных и ректификационных колонн. [c.154]

Для одиночного реактора (т — 1) имеем [c.312]

Из сравиения средних времен пребывания в четырехступенчатом каскаде и в одиночном реакторе следует, что производительность каскада в 3,9 раза выше производительности одиночного аппарата того же рабочего объема. [c.312]

Сравнение каскада реакторов полного перемешивания и реак< тора полного вытеснения. Как было указано на стр. 308, замена одиночного реактора полного перемешивания каскадом таких реак- [c.320]

Батарея реакторов смешения—очень гибкая система, хотя, она может быть менее экономична и более сложна по конструкции, и с точки зрения обслуживания, по сравнению с реактором вытеснения. Относительно медленные реакции удобнее проводить в батарее реакторов смешения, которая экономичнее одиночного многосекционного реактора при средней производительности. [c.116]

Пример У1-5. Вещество А в одиночном проточном реакторе идеального смешения превращается по реакции второго порядка в конечный продукт с выходом 90%. Предприятие приняло решение заменить этот реактор двумя, имеющими суммарный объем, который равен объему действующего реактора. [c.148]

Отметим, что время пребывания уменьшается с 408 се/с для лучших условий в одиночном реакторе до 252 сек в системе из двух реакторов и до 117,6 сек в одиночном реакторе с рециклом. [c.156]

Процесс получения 12,6-10" кмоль/сек вещества Я из чистого вещества Л (с концентрацией 16 кмоль/м при стоимости I руб/кмоль) можно проводить в одиночном проточном реакторе идеального смешения или в системе, состоящей из проточного реактора идеального смешения и расположенной после него экстракционной колонны. Эта колонна предназначена- для отделения непрореагировавшего вещества А от продукта Я. Вследствие благоприятных условий фазового равновесия выходящие потоки почти целиком состоят из чистых веществ А а Я. Стоимость разделения составляет 8 руб/сек плюс дополнительные затраты 0,1 руб/м смеси, поступающей на фракционирование. Амортизация проточного реактора идеального смешения составляет 8 руб/сек плюс дополнительные затраты 0,01 руб/сек на 1 объема реактора. Примем плотность смеси при любых соотношениях веществ А и Я постоянной. [c.161]

VI1-12. Выше уже отмечалось, что в случае простых реакций характеристики системы, представляющей собой каскад проточных реакторов идеального смешения (например, объем), являются средними между характеристиками для реактора идеального вытеснения и одиночного реактора идеального смешения. При этом, чем больше реакторов в каскаде, тем ближе характеристики системы к характеристикам реактора идеального вытеснения. Можно ожидать, что указанное положение будет справедливо и для сложных реакций, причем не только в отношении объема системы, но и характеристик распределения продуктов реакции. Проверить справедливость данного пред-поло кения применительно к одной частной реакции [c.202]

Для одиночного проточного реактора идеального смешения можно записать [c.202]

Пример 1У-7. Для каскада реакторов идеального смепшиия, в ютором проводится реакция первого порядка, протекающая без измеисння числа нолей реагирующей смеси, определить выигрыш в суммарном реакционном объеме каскада по сравнению с одиночным реактором идеального смешения, рассчитанным на ту же степень превращения исходного реагента Л. [c.169]

Однако, из рис. 11.25 видно также, как преодолеть указанный недостаток реакторов идеального смешения. Проведем реакцию от степени полноты до степени полноты с помощью двух реакторов, в первом из которых растет от до а во втором — от до Ер. Тогда время контакта в первом реакторе будет равно площади прямоугольника АРСН, а во втором — площади прямоугольника Н1СО. Очевидно, суммарное время контакта для двух реакторов будет меньше, чем для одиночного, потому что первый реактор теперь работает в условиях, когда скорость реакции выше. Если теперь пспользовать несколько реакторов, мы получим несколько таких прямоугольников с правыми верхними углами, лежащими на кривой. Чем больше число стадий, тем меньше суммарное время контакта, и в пределе мы достигнем площади под кривой, т. е. времени периодической реакции. [c.187]

Очевидно, что (1з) — оптимальное значение Ег — лежит строго между Е1 и Ез- Действительно, если положить Ег равным Е1 или Ез то одна из стадий исчезает, и мы возвращаемся к процессу в одиночном реакторе. Но мы уже знаем (рис. VII.25), что всегда можно уменьпшть суммарное время контакта, заменив одну стадию двумя, так что неравенство Ез < < 1 является стро- [c.192]

Рис. VIII.4. Оптимальные состояния на входе п выходе одиночного реактора.

В качестве оценки выигрыша в реакционном объеме прн амене одиночного ап[1арата каскадом N реакторов примем величину отноше1шя [c.169]

Сравнение суммарного об-ьсма каскада реакторов Vгы с объемом одиночного реактора Vг для различных степеней превраи ении исходного реагента Л в случае реакции первого порядка [c.170]

Сравнение одиночного реактора с оптимальным каскадом и каскадом реакторов равного объема для различных степеней превращения исходного реагента А в случае реакции второго чорядка (/V = 2) [c.173]

Каскад непрерывнодействующих реакторов полного перемешивания. Основной недостаток одиночного реактора непрерывного действия с полным перемешиванием — низкая производительность [c.308]

Схема каскада непрерывнодействующих реакторов полного перемешивания и график распределения скорости реакции по ступеням каскада представлены на рис. УП1-26. Штриховые линии соответствуют средним скоростям реакции в каскаде и в одиночном реакторе (при условии, что конечные степени превращения в обоих случаях одинаковы). В том же отношении, что и средняя скорость реакции, возрастает в каскаде (по сравнению с одиночным реактором) выход в расчете на единицу реакционного объема. [c.308]

Эта глава посвящена простым реакциям, т. е. реакциям, протекание которых можно достаточно хорошо описать всего одним кинетическим уравнением в сочетании со стехиометрическим соотношением и условиями равновесия. Для таких реакций избирательность задана и постоянна следовательно, основным фактором, определяющим расчет реактора, является его размер, необходимый для. достижения заданной производительности. Кроме того, в данной главе изложены вопросы сравнения размеров одиночных реакторов с размерами реакторов в сложных системах, содержащих ряд реакционных аппаратов в различных комбинациях (сначала для необратимых реакций п-го порядка, а затем для реакций с более сложной кинетикой). В конце главы расскотрены уникальные по свойствам автокаталитические реакции. Расчет сложных реакций, для которых решающим фактором является избирательность процесса, приведен в следующей главе. [c.131]

Для одиночного реактора идеального вытеснения имеем % iL i.o,368 [c.202]

При проектировании реакторов, в которых осуществляются процессы между газообразной фазой и твердыми частицами, необходимо учитывать три фактора кинетику химической реакции, протекающей на поверхности одиночной частицы, распределение размеров частиц в исследуемом слое материала и гидродинамические условия, при которых находятся в аппарате газовая и твердая фазы. В тех случаях, когда кинетическая картина процесса сложна и недостаточно изучена, когда продукты реакции образуют обволакивающую среду и температура в реакторе значительно изменяется от точки к точке, исследование процесса затрудняется, расчет его в значительной степени базируется на экспериментальных данных-, накопленных лшоголетним опытом эксплуатации производства, и вновь создаваемые аппараты почти не отличаются от ранее действовавших. Доменные печи являются, вероятно, наиболее типичным промышленным примером подобных систем. [c.346]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология