ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние перемешивания на протекание химического процесса из "Введение в теорию и расчеты химических и нефтехимических реакторов Изд.2" Степень превращения U = n-i/ n [по формуле (IV, 58)] и в этом случае приводится в зависимость от модуля реакции третьего порядка Фз = пй0с . Графически эта зависимость дана на рис. IV-10. [c.67] При помощи этих графиков можно решить многие задачи сравнение степени превращения аппаратов периодического действия и каскада в зависимости от числа реакторов в нем сравнение объемов каскада и периодически работающего аппарата определение порядка реакции и констант скорости. [c.67] При сравнении объемов каскада и реактора периодического действия вводится понятие объемного к. п. д. Ео, равного отношению объема реактора периодического действия V к суммарному объему реакторов в каскаде. [c.67] Пример 1У-2. В периодически действующем реакторе проводится реакция первого порядка со степенью превращения Ь = 0,95, которая достигается за время т = 10 ч, принятое за едипаду. Константа скорости реакции к = 3 с . Определить возможную степень превращения в непрерывном одиночном реакторе и каскаде реакторов при одинаковых условиях. [c.69] Примечание. Суммарное время пребывания 0 равно времени пребывания в реакторе периодического действия. Сравнивается чистое время реакции, без учета времени на вспомогательные операции. [c.69] С увеличением числа реакторов в каскаде их суммарный объем приближается к объему реактора периодического действия. [c.70] Пример 1У-4. Определенному объему реактора периодического действия Уп — 1 соответствует некоторая производительность при степени превращения и = 0,95. Как изменится суммарный объем каскада реакторов при той же производительности и той же степени превращения без учета вспомогательного времени и при его учете. [c.70] Таким образом, с увеличением числа реакторов в каскаде их суммарный объем приближается к объему реактора периодического действия. [c.70] Из этого примера следует, что при учете вспомогательного времени уже примерно при л = 9 объем каскада будет равен объему периодически действующего реактора с той же степенью превращения. [c.70] Пример 1У-6. Каскад состоит из двух реакторов объемом по 100 л. [c.71] В каждом частном случае вопрос решается сравнением всех условий. Однако следует считать установленным, что при периодической работе всегда обеспечивается или лучшее применение реагентов, или лучшее использование объема аппаратуры, чем при непрерывной работе в каскаде аппаратов идеального смешения. Условия непрерывной и периодической работы выравниваются с увеличением числа реакторов в каскаде при неизменном их общем объеме. При бесконечно большом числе аппаратов степень превращения в каскаде будет такая же, как и в периодической системе. [c.72] Химические реакции очень часто изучаются в лабораторных периодически действующих аппаратах. Для приложения полученных результатов к непрерывному процессу необходимо в расчетные зависимости внести некоторые изменения. [c.72] В периодическом процессе состав реагирующей смеси меняется со временем и скорость реакции непостоянна в течение опыта. В непрерывном процессе с перемешиванием, напротив, реакция идет с постоянной скоростью н концентрации компонентов во всем объеме аппарата на всем протяжении реакции принимаются постоянными. [c.72] Выражения (IV, 71) и (IV, 72) дают зависимости для периодического процесса, а выражения (IV,73) n (IV,74) — для непрерывного. [c.73] На основе этого соотношения, зная длительность периодического процесса т, при осуществлении простой реакции можно вычислить номинальное время пребывания 0 в непрерывном процессе при одинаковой степени превращения и. Некоторые уравнения для различных простых реакций даны в табл. 7 (сд —начальная концентрация компонента А). [c.74] На рис. IV-13 дана графическая зависимость между 0 и т для реакций нулевого, первого, второго п третьего порядков. Кривые для реакций последних трех видов расположены близко друг к другу. Это позволяет в грубом приближении оценить значение 0 по известным т, даже если порядок реакции не известен. [c.74] Здесь полезно отметить, что эта формула дает степень превращения в аппарате периодического действия. Для одиночного аппарата непрерывного действия в нее следует подставить кх = 0. [c.75] Это выражение связывает заданную степень превращения и и соотнощение объемов периодически действующего аппарата и каскада реакторов Ео. На рис. 1У-14 даны о = /( 7) для реакций первого порядка. [c.75] На рис. IV-14 зависимость Eu = f(U) дана для разного числа аппаратов. Различие в работе периодически- и непрерывно действующего реакторов идеального смещения иллюстрируется следующим примером. [c.76] Пример IV-7. В полузаводском реакторе периодического действия с рабочей емкостью V — 325 л, внутренним диаметром D = 600 мм и высотой Я = = 900 мм осуществляется при перемешивании реакция первого порядка. Среднее значение константы скорости реакции k = 0,174 с . Результаты опыта сведены в табл. 8 (колонки 1 и 2). [c.76] Вернуться к основной статье