ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Материальный баланс непрерывных процессов из "Химическая кинетика м расчеты промышленных реакторов Издание 2" В современной технике пшроко распространены реакции в потоке газа или зкидкости, проходящем через реактор. Проведение реакций в потоке целесообразно в тех случаях, когда время реакции относительно невелико, а производительность аппарата высока и реагенты представляют собой газообразные вещества. При высоких концентрациях, когда возможны побочные реакции, применение проточных реакторов облегчает регулирование состава получаемого продукта. Больпшнство непрерывных процессов протекает в стационарном состоянии. Нестационарное, состояние возникает при пуске и o rttHOBKe аппаратов (см. стр. 128). Непрерывные процессы обычно проводят в гораздо более крупных масштабах, чем периодические. Некоторые типы реакторов непрерывного действия показаны на рис. IV-1 и IV-2. Характер зависимости концентраций компонентов смеси от времени и изменение концентраций по длине или высоте реактора показаны на рис. IV-3. [c.110] Непрерьганодепствующие реакторы смешения часто применяются в установках непрерывного действия при последовательном включении. Исходные вещества непрерывно поступают в первый реактор, из которого они последовательно протекают через остальные аппараты. В каждом реакторе производится интенсивное перемешивание смеси. Таким путем достигается равномерность состава смеси в объеме каждого аппарата. В подобной системе в целом осуществляется ступенчатое изменение концентраций. [c.110] Непрерывнодействующие реакторы вытеснения представляют собой один или несколько каналов, соединенных параллельно. Для этих реакторов характерно постоянство градиента концентраций в каждом сечении аппарата и плавное изменение этого градиента в направлении потока реагентов, в противоположность нулевому градиенту в каждом аппарате и ступенчатому изменению концентраций между аппаратами в батарее реакторов смешения. Реагенты непрерывно поступают в реактор вытеснения с одной стороны. [c.112] Реакторы вытеснения устанавливают горизонтально или вертикально. В тех случаях, когда необходимо организовать теплообмен, реактор по своей конструкции бывает похож на кожухотрубный теплообменник. При этом реагенты могзгг находиться либо в трубном, либо в межтрубном пространстве. Реакционный объем может быть заполнен частицами твердого катализатора или инертной насадкой для улучшения теплопередачи или контакта между фазами в гетерогенных реакциях (за счет увеличения турбулентности). [c.113] Относительные достоинства реакторов вытеснения и реакторов смешения, а также области их применения кратко указаны ниже. [c.113] Батарея реакторов смешения — очень гибкая система, хотя она может быть менее экономична и более сложна по конструкции и о 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.113] Реакторы вытеснения наиболее выгодно применять в процессах, которые протекают со значительными тепловыми эффектами при высоких давлениях или при очень высоких (низких) температурах, а также в тех случаях, когда продолжительность реакции невелика. Однако возможны и исключения. Так, например, сравнительно медленная реакция между монохлорбензолом и каустической содой, протекающая с образованием фенола, на одном из заводов проводится в трубе длиной около 1, 8 км. [c.113] В применении к непрерывным химическим процессам, протекающим в потоке, этот закон выражают в виде дифференциального уравнения, в котором в качестве переменных фигурируют концентрация, время и расстояние от хода в аппарат. При стационарном режиме в любой точке аппарата концентрация не зависит от времени поэтому можно рассматривать только две переменные, т. е. концентрацию и время или пространственную координату. Для описания нестационарных процессов приходится использовать дифференциальные уравнения в частных производных. [c.114] При составлении уравнения материального баланса можно принять за основу дифференциальный отрезок времени 11. Затем следует математически выразить изменение каждого из членов в выражении закона сохранения вещества за этот элементарный период времени. Ниже приведены примеры, иллюстрирующие описанный метод. [c.114] Составить материальный баланс процесса. [c.114] Составить материальный баланс процесса. [c.115] Вернуться к основной статье