Химическая технология как наука. Создание целесообразных способов производства необходимых человеку продуктов, страница 10

24. РАСЧЕТ И ВЫБОР РЕАКТОРА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ПРОСТЫХ РЕАКЦИЙ

Важнейшими показателями работы реактора, определяющими экономичность химического процесса являются:

- Размер реактора, от которого зависит его интенсивность.

- Селективность по целевому продукту.

- Выход продукта.

Рассмотрим простую необратимую реакцию в которой нет побочных продуктов и сравним реакторы различного действия между собой.

РИВ и РИС-П(одинаковые характеристические уравнения)

Преимущества РИС- П: 1) простота конструкции (ёмкость с мешалкой); 2) лёгкая управляемость; 3) низкие затраты на вспомогательное оборудование; 4) простота перехода выпускаемой продукии с одного продукта на другой. “ - ” : строго зависит от времени.

- характеристическое уравнение для РИВ - для РИС-П

При

для достижения заданной степени превращения. НО

, где t’ - рабочее время - время, затрачиваемое на проведение химической реакции и t” - вспомогательное время - время, затрачиваемое на загрузку реагентов и выгрузку продукта.

интенсивность в РИВ выше, чем в РИС-П.

“+” РИС-П:

- Простота конструкции.

- Низкие затраты на автоматизацию и вспомогательное оборудование.

- Легкая управляемость процесса.

- Простота перехода с производства одного вида на другой.

“-“ РИС-Н:

- Необходимость вспомогательного времени.

- Невысокая интенсивность.

РИВ и РИС-Н

- характеристическое уравнение для РИВ - для РИС-Н

При А=1 При n =1 При n =2

N=0 =1 n = 1

при проведении с увеличением относительного увеличения объёма – увеличивается. С уменьшением относительного увеличения объёма уменьшается. Для всех реакций, порядок которыхположителен, реактор идеального смешения не всегда больше РИВ. Увеличивается пропорционально порядку реакции. Для реакции нулевого порядка=1 или V реактора не зависит от р- ра. приближается к 1 по мере того как степень превращения стремится к 0. Влияние изменения объёма (ρ) реакционной массы по мере её прохождения через реактор мало по сравнению с влиянием характера движения жидкости. Увеличение V реакционной массы( или понижение ρ) приводит к увеличению .

25. КАСКАД РЕАКТОРОВ

Каскад - это несколько последовательно соединенных реакторов.

Рассмотрим несколько вариантов каскада:

1) Каскад РИВ.

- характеристическое уравнение для РИВ.

- определение условного времени пребывания.

m реакторов ИВ общим объемом V обеспечивают такую же степень превращения исходного реагента, как один РИВ такого же объема.

2) Каскад РИС-Н.

В единичном РИС не достигается высокая степень превращения, так как начальная концентрация в нем мгновенно снижается до конечного значения и весь процесс протекает при низкой концентрации. Поэтому используют каскад.

Концентрация исходного реагента снижается до конечного значения не сразу, а постепенно от реактора к реактору.