1. Понятия «химический процесс», «химический реактор». Требования, предъявляемые к химическим реакторам.

• ХП – совокупность операций, позволяющих получить целевой продукт из сырья или полуфабриката.

• ХР – аппарат, в котором реакция сопровождается физическими процессами переноса массы вещества и теплообмена.

• Требования к ХР:

• обеспечение производительности и интенсивности процесса;

• простота устройства, ремонтопригодность;

• высокая селективность;

• использование максимального количества теплоты;

• минимум энергозатрат;

• управляемость;

• надежность и возможность автоматизации.

2. Технологические критерии оценки эффективности протекания процесса в химическом реакторе: степень превращения реагента, выход продукта, связь между ними.

• СП – оценка полноты использования сырья; это отношение количества вещества вступившего в реакцию к исходному количеству: Х=(С₀-С_τ)/С₀.

• Теоретический выход – это максимально возможный выход продукта в данной реакции: ф.

• для обычных реакций: ф=Х;

• для равновесных реакций: ф=Х/Х^*, где Х^* - равновесная концентрация;

• в параллельных реакциях: ф=Хφ, где φ – селективность процесса.

3. Технологические критерии оценки эффективности процесса, протекающего в химическом реакторе: селективность процесса получения продукта, расходные коэффициенты по сырью. Связь селективности со степенью превращения и выходом продукта.

• Селективность процесса - это отношение массы целевого продукта к общей массе полученных продуктов: φ.

• полная (интегральная) селективность – доля сырья, превратившаяся в целевой продукт:

• дифференциальная (мгновенная) – отношение скорости превращения исходных реагентов в целевой продукт к суммарной скорости расходования исходных реагентов:

• Расходный коэффициент – характеризует эффективность использования сырья, применительно к производству в целом: β=G_A/G_R.

4. Уровень химического процесса и уровень химического реактора в иерархической структуре химического производства.

Химическое производство - сложная система. В ней протекают химические реакции, перенос тепла, вещества на молекулярном уровне и в масштабе аппаратов, обмен тепловыми, массовыми, энергетическими, механическими потоками между различными аппаратами и устройствами. Процессы, протекающие, имеют разный масштаб, различное место проведения, разную интенсивность. Структура процессов химического производства иерархическая, последовательно возрастающая по масштабам. Нижний уровень этой иерархии составляют отдельные процессы - явления воздействия на вещества. Процессы могут быть механические, физические, химические. При механическом имеет место изменение физических свойств, агрегатного состояния. В химическом процессе происходит изменение химического состава.

Следующим структурным уровнем процессов химического производства является химико-технологический аппарат - устройство для осуществления процесса - абсорбер, ректификационная колонна, теплообменник, насос, фильтр, химический реактор и др. В каждом из аппаратов может осуществляться несколько процессов. Совокупность аппаратов, в которых осуществляют определенную операцию, назовем агрегатом - третий уровень. Например, химический реактор вместе с теплообменником и смесителем, обеспечивающих режим работы реактора можно классифицировать как агрегат (иногда его называют также реакционным узлом).