ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Проточные реакторы идеального смешения из "Инженерное оформление химических процессов" Нормально считается, что жидкость находится в микросостоянии. Поэтому все предыдущие выводы о закономерностях протекания реакций в гомогенных системах основывались именно на указанном положении. Посмотрим теперь, как будут осуществляться процессы в периодически действующих реакторах, реакторах идеального вытеснения и в проточных реакторах идеального смешения в случае нахождения жидкости в макросостоянии и как сегрегирование молекул влияет на характеристики процессов в этих реакторах. [c.302] Пусть периодически действующий реактор заполнен жидкостью, содержащей реагент А и находящейся в макросостоянии. Поскольку химический процесс в каждой глобуле протекает как бы в миниатюрном реакторе периодического действия, степень превращения вещества А во всех глобулах одинакова и аналогична величине Х , достигаемой в этом реакторе при нахождении жидкости в микросостоянии. Таким образом, для процессов, проводимых в периодически действующих реакторах, степень сегрегирования молекул не оказывает влияния ни на степень превращения исходных веществ, ни на состав полученных продуктов. Это положение справедливо, разумеется, только тогда, когда в каждой глобуле содержится достаточно большое количество молекул. [c.302] Поскольку поток идеального вытеснения можно представить себе, как значительное число последовательно перемещающихся миниатюрных реакторов периодического действия, все выводы, сделанные для указанных аппаратов, применимы и для реакторов идеального вытеснения. [c.302] При протекании через проточный реактор идеального смешения жидкости, находящейся в микросостоянии, количество ее частиц, содержащих только исходный реагент А, как видно из рис. Х-2, относительно невелико и, естественно, отсутствуют агрегаты молекул, в которых сохраняется высокая начальная концентрация данного вещества. Эта ситуация характеризуется, в частности, тем, что каждая молекула как бы теряет свою индивидуальность и не имеет своей предыстории. Иными словами, исследуя молекулы, расположенные по соседству с интересующей нас молекулой, мы не можем узнать, сколько времени та или иная молекула присутствует в реакторе. [c.302] Представим себе огромное количество глобул одинакового раз- — мера, заполняющих проточный реактор идеального смешения, каждая из которых ведет себя подобно маленькому периодически действующему реактору. Степень превращения исходного вещества в каждой глобуле зависит только от времени пребывания ее в аппарате и от кинетики реакции. Это в равной степени относится к любой глобуле в потоке, выходящем из реактора. . [c.303] Данное выражение является исходным для расчета степени превращения в проточном реакторе идеального смешения, если жидкость находится в макросостоянии. Частное решение уравнения (Х,5) получается после подстановки в него зависимости, характеризующей скорость интересующей нас реакции. Поясним это на примерах. [c.304] Данное равенство идентично рассмотренному выше уравнению (VI,5). Поскольку ранее это выражение было выведено для жидкости, находяш,ейся в микросостоянии, можно сделать заключение, что в случае реакций первого порядка степень сегрегирования жидкости не влияет на величину степени превращения исходного вещества. [c.305] Интеграл, представленный выражением е1(а)или Е1 (сс), носит название интегральной показательной функции от а, величина которой приведена в таблице определенных интегралов. [c.305] Подставляя это выражение в уравнение (Х,5), получаем формулу для расчета степени превращения исходного вещества, которое исчезает по реакции /г-го порядка в жидкости, находящейся в макросостоянии и проходящей через проточный реактор идеального смешения. Далее вычисленное значение можно сравнить со степенью превращения, определенной для жидкости в микросостоянии. [c.306] Различие характеристик проточного реактора идеального смешения прн переходе жидкости от микросостояния к макросостоянию показано графически на рис. Х-3—Х-5. Из сопоставления изображенных кривых видно, что с увеличением степени сегрегирования жидкости характеристики реактора улучшаются при протекании в нем реакций с порядком больше единицы наоборот, характеристики ухудшаются при реакциях с порядком меньше единицы. Формулы, на основании которых были составлены эти графики, сведены в табл. 37. Другой способ построения аналогичных графиков разработан Гринхалом и др. . [c.306] Вернуться к основной статье