23. Температурный режим реакторов.

Температура существенно влияет на результат хим-го процесса. При расчете и выборе моделей реакторов необходимо учитывать влияние теплового эффекта или энтальпии р-ии. В зависимости от температурного режима выделяют 3 основных типов реакторов:

-адиабатический

-изотермический

-политермический

Адиабатическим наз-ся реактор, работающий без подвода или отвода тепла в окружающую среду через стенки реактора и все тепло выделяемое или поглощаемое в ходе р-ии накапливается реакционной смесью.

Изотермическим наз-ся реактор, в котором протекают процессы при постоянной температуре и разность температур равна 0 во всем объеме реактора и это условие достигается одним из следующих способов:

1)интенсивное перемешивание реагентов при незначительном тепловом эффекте.

2)благодаря подводу или отводу тепла

3)засчет регулирования температуры сырья, поступающего в р-ционную смесь.

Политермический реактор характеризуется частичным отводом тепла р-ии или подводом тепла извне в соответствии с заданной программой изменения температуры по высоте реактора.

При изучении и количественной оценке процессов в реакторе для вывода расчетных формул температурного режима используют тепловые балансы, основанные на законе сохранения энергии.

Адиабатический реактор примен-ся для проведения гомогенных р-ий, для расчета контактных аппаратов с фильтрующим слоем кат-ра и для расчета камерных реакторов.

Модель изотермического реактора примен-ся для расчета низко-концентрированных реакторов и реакторов, где экзо- и эндотермические эффекты уравновешиваются.

При моделировании к полностью изотермическим реакторам относят жидкостные реакторы с пневматическими перемешивающими устр-вами. Изотермические р-ии наблюдаются на полках пенного и барботажного аппарата небольших размеров и в нектороых контактных аппаратах с неподвижным слоем кат-ра.

Политермический режим наблюдается в реакторах, в которых тепловой эффект лишь частично будет компенсироваться засчет тепловых эффектов различных побочных р-ий и физических процессов.

Сложный политермический режим наблюдается в насадочных башнях для сорбционных и десорбционных процессов, т.к. процессы адсорбции сопровождаются теплообменом между газом и ж-ью.

24. Состав и структура хтс

Сочетание одного или нескольких процессов хим-го превращения в-в и разделение реакционных смесей образует химико-технологическую систему.

ХТС – это совокупность аппаратов, машин и других устр-в, материальных, тепловых, энергетических и других потоков между ними, функционирующая как единое целое и предназначена для переработки исходных в-в в продукты.

Состав и структура ХТС

Хим-ое произв-во состоит из десятков и сотен разнообразных аппаратов и устройств, связанных между собой разнообразными потоками.

Под системой хим-ая технология выделяет для их исследования и изучения. Выделение происходит по 2-м признакам: функциональному и масшатабному.

Функциональные подсистемы обеспечивают выполнение функций произв-ва и его функционирование в целом:

1)технологическая подсистема – часть произв-ва, где осущ-ся переработка сырья в продукты, т.е. сам ХТП.

2)энергетическая подсистема – часть произв-ва, служащая для обеспечения энергией ХТП. В зависимости от вида энергии подсистема представлена тепловой, силовой, электрической составляющими.

3)подсистема управления – часть произв-ва для получения информации о его функционировании и для управления им.

Масшатабные подсистема выполняют определенные ф-ии в последовательности процессов переработки сырья в продукты как отдельные части ХТП.

Масштабные подсистемы можно систематизировать в виде их иерархической последовательности. В структуре ХТС минимальным элементом яв-ся отдельный аппарат. Это низший масштабный уровень.

Несколько аппаратов, выполняющих вместе какое-либо преобразование потока яв-ся элементами 2-го масштабного уровня.

Примером:реакционный узел, система разделения многокомпонентной смеси. Совокупность подсистем 2-го уровня, как элементы образуют подсистему 3-го уровня. Это могут быть отделения или участки произв-ва. К этим же подсистемам могут относиться водоподготовка, регенерация отработанных материалов, утилизация отходов и уже совокупность отделений и участков образуют ХТС произв-ва в целом.