4 0.1. Технологические расчеты.

Для вывода уравнения составляется материальный баланс по любому исходному веществу (А). Пусть за единицу времени в реакц смесь войдет объем V. Если начальная конц-ция А – С_А,0, в реакц зону войдет в-ва V*С_А,0. На выходе из реакц зоны конц-ция А – С_А. V=const, жидкофазные реакции.

( рис.)

С_А0 , ,

Уравнения (1) и (2) характеризуют истинные уравнения протекания пр-са в реакторе полного смешения. В р-х выт-я увеличение l_р.з. сказывается лишь на конечном результате и не влияет на хар-р изм-я параметров по длине реакц зоны. В реакторах смешения увеличение l_р.з. будет сказываться на технологических показателях по всей длине реакц зоны, т.к. конечные выходные показатели процесса равны показателям, установившимся по всей длине.

С ледует помнить, что р-ры смешения всегда обладают одним существенным негативным свойством: вследствие смешения исходных реагентов с продуктами реакции движущая сила процесса всегда будет меньше, чем в отсутствие перемешивания при одинаковых условиях.

Но эти растворы имеют много положительных свойств (изотермичность Т-режима, возможность максимального приближения к оптимальному Т-режиму и как следствие повышение средних констант скоростей). Во многих случаях позитивные качества компенсируют негативные.

40.2. Закономерность хтп без теплообмена.

Процессы в потоках смешения хар-ся всегда изотерм. Т-режимом, тепловой режим может быть политропический (если есть теплообмен) и адиабатический (в отсутствие теплообмена).

Простые экзо- и эндо-терм. реакции.

А→В+q , А→Д-q

Линия «а» - хар-ет изотерм. Т-режим

Линия «в» - хар-ет адиаб. Т-режим

Угол  зависит от конц-ции С_А,0, тепловогь эффекта реакции, и телоемкости смеси.

ΔТ_i = *Х_i

Эндотерма

П реимущества протекания ХТП в потоках смешения (ПС) при протекании необратимых экзотермических процессов заключается в возможности поддержания максимально высокой температуры по всей l_р.з.. Это обеспечивает проведение процесса при максимальном значении константы скорости.

П ри протекании обратимых ХТП преимущества ПС связаны с постоянством степени превращения и Т по длине реакц зоны. При этом необходимо установить такие параметры, которые были бы равны оптимальным для соответствующих степеней превращения.

АВ+ q

На практике управляющим параметром является входная Т. Изменяя Твх можно установить такой режим, при котором достигаемая Х соответствовала бы Топтим.

Проведение обратимых экзотермических ХТП в отсутствие плавного разогрева( что хар-но для потоков вытеснения) обеспечивает проведение процесса при более высокой среденей Т, что положительно сказывается на константе скорости.

Линия 1 – в потоке вытеснения - адиабат т-ра

Линия 2 – в потоке смешения – изотермич. температура.

41. Теплообмен с окружающей средой как фактор интенсификации хтп в потоке.

При адиабатическом тепловом режиме предельное Х ограничиваются разогревом или охлаждением реац смеси. Отвод тепла или подвод теплоты в р.з. позволяет сущ-но улучшить показатели процесса.

При адиабатическом тепловом режиме управлять процессом можно с помощью Твх. Диапазон изм-ия управляющего параметра низок. Для обратимых экзотермических реакций Т в потоке можно поддерживать любую (в том числе и оптим.) независимо от степени превращения, изменяя лишь интенсивность теплоотвода.

АВ+ q

При протекании обратимых эндотермических реакций необходимо подводить теплоту в реакц зону. Чем большее кол-во теплоты будет подведено, тем меньше будет падение Т в реакц зоне. При этом, если на входе Т будет равна Тмах, то при определенном подводе q падение Т в р.з. вообще может не наблюдаться.

АД- q

Если по технологическим причинам ТвхТмах, то ничего страшного нет, надо просто увеличить интенсивность подвода q в реакц зону.