5. Химический процесс на молекулярном и макроуровне, учёт взаимного влияния химической реакции и процессов переноса импульса, массы и теплоты. Кинетическая и диффузионная области процесса.

6. Общая характеристика гомогенных процессов. Аппаратурное оформление гомогенных некаталитических процессов.

• Характеристика: гомогенные процессы, т. е. процессы, протекающие в однородной среде (жидкие или газообразные смеси, не имеющие поверх­ностей раздела, отделяющих части систем друг от друга) сравни­тельно редко встречаются в промышленности. Для гомогенизации системы в промышленности нередко ис­пользуют поглощение газов или конденсацию паров, растворение или плавление твердых материалов и получают, таким образом, жидкую среду, в которой быстро протекают реакции. Иногда при­меняют испарение жидкостей или выделение из них в газовую фа­зу нужных компонентов и проводят реакции в газовой фазе.

• Гомогенные процессы в газовой фазе широко используют в технологии органических веществ и горении газооб­разного (парообразного) топлива. Для осуществления этих про­цессов органическое вещество испаряется и затем его пары обра­батываются тем или иным газообразным компонентом.

• Гомогенные процессы в жидкой фазе характери­зуются большей интенсивностью, чем в газовой.

• Реакторы для гомогенных процессов:

• Для газовых гомогенных процессов применяются в основном камерные и трубчатые реакторы. Для сме­шения газа применяются сравнительно простые устройства: соп­ло, эжектор, центробежный лабиринтный, каскадный смеситель и др.

• Для жидкостных гомоген­ных процессов применяются ре­акторы с различными перемешиваю­щими устройствами механического и пневматического типа. Для повыше­ния КПД (выхода продукта) исполь­зуют прямоточные аппараты большой длины, батареи из нескольких реакто­ров, а также многосекционные аппа­раты, в которых степень превращения возрастает с увеличением числа сек­ций. Реакционные аппараты снабжены теплообменниками (рубашки, змееви­ки) для подвода или отвода тепло­ты. Широко применяются реакторы с различными видами механических мешалок и другими типами перемешивающих устройств, обеспечивающих режим, близкий к полному смешению. В качестве примеров следует указать реакторы сме­шения с пропеллерной мешалкой, пневматическим переме­шиванием, со струйно-эжекторным смешением. В установке со струйно-эжекторным смешением теплообменник может служить холодильником или подогревателем. Вследствие перемешивания эти реакторы изотермичны. Для повышения КПД используются каскад реакторов с мешалками или секционирован­ные реакторы с мешалками или без мешалок.

7. Гомогенные некаталитические процессы: термодинамические закономерности влияния температуры на степень превращения реагента (выход продукта).

Повышение температуры увеличивает скорость реак­ции вследствие возрастания константы скорости согласно уравне­нию Аррениуса.

.

Но повышение температу­ры обычно увеличивает скорость и обратной реакции (а иногда и параллельных или вызывает реакции образования побочных про­дуктов), в результате чего равновесие наступает при низком вы­ходе продукта. Поэтому необходимо найти оптимальные условия, при которых константа равновесия достаточно высока при боль­шой скорости прямой реакции.