
- •Дисциплина: Инженерная химия
- •2. Технологические критерии эффективности химико-технологических процесса (производительность, интенсивность, степень превращения для различных видов реакций, селективность, выход продукта).
- •3. Принципы составления материальных и тепловых балансов химических реакций.
- •4. Эмпирические методы расчета тепловых эффектов.
- •Рассмотрим, например простую обратимую химическую реакцию:
- •7. Исследование кинетики гомогенных химических реакций. Реакторы периодического действия с постоянным и переменным объемом реакционной массы, реакторы идеального вытеснения.
- •8. Особенности исследования кинетики гомогенных каталитических процессов.
- •9. Кинетика гетерогенно - каталитических процессов.
- •10. Основные стадии и кинетические особенности гетерогенно- каталитических процессов.
- •12. Кинетика гетерофазных химических. Процессов в системах газ-жидкость, жидкость-жидкость (несмешивающиеся). Диффузионная, кинетическая и переходная области гетерофазного процесса.
- •14. Общие положения, понятие о химических реакторах, классификация химических реакторов: периодические, непрерывнодействующие и полупериодические реакторы.
- •15. Общие положения, понятие о химических реакторах, классификация химических реакторов: изотермические, адиабатические и политропные реакторы, реакторы смешения и вытеснения.
- •18. Расчет изотермических реакторов для проведения процессов в системах г-ж, ж-ж(н), аппараты колонного типа, система смеситель-сепаратор, модели смещения фаз в реакторах полупериодического действия.
- •20. Основы расчета реакторов с неидеальным потоком движения реакционной среды, использование ячеечной и диффузионной модели для расчета реальных реакторов.
- •Проектные уравнения реакторов, работающих в политропном режиме
- •Проектные уравнения реакторов, работающих в адиабатическом режиме
- •Проектные уравнения реакторов, работающих в изотермическом режиме
- •Оптимальный температурный режим и способы его осуществления в промышленных реакторах
- •1) Простые необратимые реакции
- •2) Обратимые химические реакции
- •Тепловая устойчивость химических реакторов
14. Общие положения, понятие о химических реакторах, классификация химических реакторов: периодические, непрерывнодействующие и полупериодические реакторы.
Под химическим реактором подразумевают аппарат, в котором осуществляют химическую реакцию. Конструкция реактора и химический процесс, протекающий в нем оказывают важное влияние на технологию производства целевого продукта, прежде всего на стадии выделения целевого продукта.
Химические реакторы классифицируют по:
Тепловому режиму:
- изотермический режим (температура на входе, выходе и в самом реакторе одинакова);
- адиабатический режим (отсутствует теплообмен с окружающей средой);
- политропический режим.
В изотермическом реакторе поддерживается постоянная температура за счет циркуляции хладагента (теплоносителя), за счет испарения веществ, находящихся в реакторе.
В адиабатическом реакторе тепло выделяющееся или поглощающееся в результате химической реакции идет на нагрев (охлаждение) реакционной массы.
В политропическом режиме (смешанный тепловой режим) существуют зоны, где реализуется изотермический режим и зоны в адиабатическом режиме.
По гидродинамическому режиму (реакторы смешения, реакторы вытеснения).
Реакторы смешения – за счет эффективного перемешивания выравниваются концентрации реагирующих веществ и продуктов реакции во всех точках объема реакционной массы.
Реакторы вытеснения называют также проточными реакторами. При эффективном перемешивающем устройстве и небольшом объеме реактора можно создать в нем режим идеального смешения.
По способу подвода исходных реагентов и отвода продуктов классифицируют:
1. Реакторы периодического действия - подвод и отвод осуществляется периодически.
2. Реакторы непрерывного действия – подвод и отвод осуществляется непрерывно.
3. Реакторы полунепрерывного действия - подвод осуществляется периодически, а отвод продуктов непрерывно.
4. Реакторы полупериодического действия – подвод сырья осуществляется непрерывно, а отвод продуктов периодически.
4) По конструкции: (аппараты емкостного типа, шахтного типа, колонного типа, типа котел (автоклав) и т. д.).
5) По стационарности процесса: (реактора стационарного типа, нестационарного типа).
В стационарных реакторах отсутствует градиент параметров во времени (реактора изотермического типа непрерывного действия).
К нестационарным реакторам относят реактора периодического действия.
Для гетерогенно-каталитических и топохимических процессов реактора классифицируют по движению твердой фазы (катализатора):
- с неподвижной твердой фазой;
- с движущейся твердой фазой (прямоток, противоток);
- реактора с кипящей твердой фазой (псевдоожиженный режим).
При расчете любого химического реактора используют уравнение материального баланса записанного в виде мольного потока i-го исходного реагента:
-
количество i-го
исходного реагента, поступающего в
элементарный объем реактора в единицу
времени;
-
количество вещества, выходящего из
элементарного объема реактора в единицу
времени;
-
количество i-го
исходного реагента накапливаемого в
элементарном объеме реактора;
-
количество i-го
исходного реагента, вступившего в
реакцию.