Барбота жні реактори із суцільним барботажним шаром. 1-корпус, 2-грати.
Білет 17
1. Основні стадії проходження хіміко-технологічних процесів. Поняття про лімітуючі стадії.
?Стадії проходження ХТП: подача реагентів у зону реакції; перебіг хім. реакцій; виведення з зони реакції добутих продуктів і відходів.
Для гетерогенного процесу з участю пористої твердої речовини і газу можна виділити 5 елементарних стадій: 1)подача шляхом дифузії реагуючих речовин з потоку до зовнішньої поверхні твердого тіла; 2)дифузія газоподібних реагентів в порах зерна твердого тіла до його внутрішньої поверхні; 3)власне хімічна реакція; 4)дифузія продуктів реакції з внутрішніх областей твердої речовини до зовнішньої поверхні; 5)дифузія продуктів реакції з зовнішньої поверхні. Стадію, швидкість якої значно менша можливих швидкостей інших стадій, називають лімітуючою. При наявності лімітуючої стадії найбільш ефективні впливи на процес, які змінюють швидкість саме лімітуючої стадії. Будь-яка з цих стадій при певних умовах може бути лімітуючою. Якщо лімітуючою є стадія 1 або 5, то процес протікає в зовнішньо-дифузійній області. Якщо лімітує 2 або 4 стадія – процес протікає в внутрішньо-дифузійній області, коли лімітуючою стадією є хім. реакція - в кінетичній області. При несуттєвій різниці – у перехідних областях.
2)
Білет 18
Характеристика гомогенних ХТП. Приклади гомогенних промислових процесів. Гомогенними називають процеси, що відбуваються в однорідному середовищі, рідині або газоподібній суміші, в якій поверхня розділу між окремими їх частинами або компонентами відсутні. Гомогенні процеси в промисловості зустрічаються доволі рідко. У гомогенних процесах реакція відбувається в об’ємі, як правило, значно швидше, ніж у гетерогенних. Здійснення і керування технологічними гомогенними процесами є значно простішими і легшими, тому багато промислових гетерогенних процесів намагаються перевести в гомогенні. У промисловості для реалізації гомогенних ХТП часто здійснюють операції, що передують хімічній взаємодії, а саме: поглинання газів рідинами або конденсацією парів, розчинення або плавлення твердих матеріалів. Гомогенні процеси в газовій фазі широко використовують в технології неорганічних та органічних речовин, у виробництві сульфатної, нітратної і хлоридної кислот, хлорування та нітрування органічних сполук тощо. Гомогенні рідкофазові процеси в промисловості використовують значно частіше – це реакції нейтралізації і обмінного розкладу в технології мінеральних солей.
.КА з ФШ з проміжним теплообміном. Теплообмінники розташовані між перфорованими полицями з контактною масою. Подавання газу згори до низу здійснюється для меншого стирання частинок каталізатора. Висота шару зростає за рухом газу, бо швидкість реакції зменшується, а тому для збільшення ступеня перетворення необхідно збільшувати час контактування. Висота теплообмінників, навпаки зменшується, бо зі збільшенням ступеня перетворення зменшується к-ть теплоти, що виділяються. Охолодження продукції, які рухаються трубним простором вмонтованих теплообмінників,здійснюється реагентами,які проходять між трубний простором. Унаслідок цього реагенти нагріваються до температури початку реакції – температури запалювання каталізатора. Температурний режим-ближчий до оптимального.
Білет 19
Вплив температури на швидкість гомогенних процесів. Поняття про оптимальну температуру. Зі збільшенням температури швидкість гомогенного процесу спочатку зростає, досягаючи максимального значення, потім у міру наближення до рівноважного стану, вона зменшується внаслідок того, що починає переважати швидкість зворотної реакції. Тобто залежність швидкості від температури має екстремум. Значення температури, яка відповідає точці екстремуму, називається оптимальною (Т опт), отже оптимальною називається температура, за якої досягається максимальна швидкість процесу. Лінія, яка проходить через екстремуми називається лінією оптимальних температур (ЛОТ). Застосовуючи ЛОТ, можна регулювати перебіг технологічного процесу так, щоб досягнути максимального ступеня перетворення. Отже, вибір температури є складним завданням. Оптимальні температури процесів залежать від природи реагентів та їх концентрацій, необхідного ступеня перетворення вихідних речовин в продукти реакції, тиску, поверхні контакту реагуючих фаз, інтенсивності їх перемішування, а також від активності каталізаторів.
.Загальна характеристика апаратів (КШ) Ефективні, часто використовуються. Зазвичай використовують дрібно дисперсний каталізатор із діаметром зерен 0,5-2 мм, (не більше 3 мм). Псевдо зріджений шар каталізатора утворюється в газовому ( або рідинному) потоці реагуючих речовин. Для цього газ пропускають знизу вгору через перфоровану перегородку(грати), на якій знаходиться каталізатор, з такою шв., щоб шар нерухомого каталізатора перейшов у пульсуючий стан. Зерна каталізатора хаотично рухаються в усіх напрямках, здійснюючи лінійні й вихрові рухи. У наслідок цього прискорюється дифузія реагентів із ядра потоку до зерен каталізатора. Це нагадує рідину, що кипить, тому називають киплячим шаром. За гідродинамічним режимом наближені до РІЗ.
Білет
20
1. Підвищення концентрації реагентів як важливий фактор інтенсифікації процесів. Способи концентрування сировини. Концентрація реагенту зменшується в часі від початкового значення практично до нуля, а концентрація продукту зростає для необоротних процесів від 0 до досягнення майже повного перетворення реагенту в продукт Спосіб збільшення концентрації реагуючих компонентів у вихідній сировині залежить від агрегатного стану матеріалу і пов’язаний зі збагаченням сировини у твердому стані, а в рідкому і газоподібному—концентруванням. Цей спосіб один із самих розповсюджених прийомів для інтенсифікації процесів. Підвищення концентрації реагентів зумовлює не тільки прискорення реакції, а і зменшення об’єму апаратури, виробничих площ, економію транспорту, матеріалів і т.п.
2) 41.Загальна характеристика реакторів для каталітичних процесів:контактних апаратів (ФШ).У цьому апараті є один або декілька шарів каталізатора, нерухомо розміщених на полицях, або завантажені втрубах.Через нерухомий шар каталізатора проходять газоподібні або рідкі реагенти у гідродинамічному режимі, наближеному до ідеального витіснення. Каталізатор у вигляді : (зерен,циліндриків, таблеток…) 4-5 мм у перерізі. За менших частинок, різко зростає гідравлічний опір апарата, погіршується теплообмін із реакційним середовищем,у наслідок чого можливе спікання каталізатора.
Білет 21
1) Вплив тиску на швидкість газофазних гомогенних процесів
2) Поняття про моделювання реакторів!
Моделювання ХТП ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ під час їх дослідження на стадіях проектування нових виробництв і для визначення оптимальних параметрів діючих препаратів.Моделювання пролягає у вивченні процесів на моделях для передбачення результатів їх перебігу в апаратах цієї ж конструкції. Але будь-яких розмірі.Застосовуються різні методи моделювання ХТП але умовно їх можна розділити на 3-типи : 1-Математичний, 2-Фізичне , 3-Моделювання методом масштабного переходу на підставі певних часткових співвідношень
Математичне моделювання складається з 3-етапів.
Відтворення процесу у вигляді математичної залежності про зв'язок між собою головні параметри впливу на цей процес. На підставі усі математичні залежності складають алгоритм програми розвязаня системи реакторів.
Полягає в тому що за допомогою алгоритму змінюється різні параметри визначення оптимальних умов які забезпечують найефектніші процеси перебігу
Перевірка відповідності одержаних на моделей значень об’єкта складання ,для цього процес здійснюється спочатку на збільшені установці , а потім у виробничих умовах .
Фізичне моделювання передбачає визначення ХТП. Безпосередньо на модель тобто апаратах різних розмірів при цьому експерт визначає властивості фізичних параметрів і лінійних розмірів моделі на показник процесу.
Білет 22
1) Загальні поняття про каталіз.
2)Поняття про моделювання реакторів!
Моделювання ХТП ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ під час їх дослідження на стадіях проектування нових виробництв і для визначення оптимальних параметрів діючих препаратів.Моделювання пролягає у вивченні процесів на моделях для передбачення результатів їх перебігу в апаратах цієї ж конструкції. Але будь-яких розмірі.Застосовуються різні методи моделювання ХТП але умовно їх можна розділити на 3-типи : 1-Математичний, 2-Фізичне , 3-Моделювання методом масштабного переходу на підставі певних часткових співвідношень
Математичне моделювання складається з 3-етапів.
Відтворення процесу у вигляді математичної залежності про зв'язок між собою головні параметри впливу на цей процес. На підставі усі математичні залежності складають алгоритм програми розвязаня системи реакторів.
Полягає в тому що за допомогою алгоритму змінюється різні параметри визначення оптимальних умов які забезпечують найефектніші процеси перебігу
Перевірка відповідності одержаних на моделей значень об’єкта складання ,для цього процес здійснюється спочатку на збільшені установці , а потім у виробничих умовах .
Фізичне моделювання передбачає визначення ХТП. Безпосередньо на модель тобто апаратах різних розмірів при цьому експерт визначає властивості фізичних параметрів і лінійних розмірів моделі на показник процесу.
Білет 23
1)Особливості гомогенних каталітичних процесів
2)Загальна характеристика реакторів для гомогенних процесів системи газ-газ .Апаратурне оформлення.
Реактори для гомогенних процесів переважно належать до до типової хімічної апаратури, це сирійно випускається на машинобудівних підприємств.Легкість перемішування компонентів гомогенних систем спрощує конструкцію реакторів для здійснення цих процесів. Усі промислові реактори за характером роботи не відповідають повість ні РІВ ні РІЗ. Рушійна сила процесу в реакційних реакторах є меншою ніж у модельних РІВ. Й перемішування в них необхідне для зменшення реакторів та у учення місцевого перегрівання реакційної суміші.Конструкція реакторів залежить від реакторів середовища( газ або рідина). Для газофазових гомогенних процесів переважно використовують камерні і трубчасті реактори . Змішування газів здійснює упорівняно простих пристроях.:-соплах., -ежекторах, -відцентрованих лабіринт них і каскадних змішування з відбійними переходами.
Білети 24
Вибір оптимальних умов проведення та управління гомогенними процесами
