§ 2. Реактор идеального смешения рис-н.

РИС-Н – это аппарат снабженный мешалкой и рубашкой для теплообмена. В реактор непрерывно подают реагенты и непрерывно выводят из него продукты реакции. Гидродинамический режим РИС-Н при постоянной температуре характеризуется тем, что в начальный момент времени (пуск) в результате интенсивного смешения поступающих реагентов с реакционной массой, уже находящаяся в реакторе, наблюдается изменение Ci и Xi. Через некоторый промежуток времени во всем объеме реактора устанавливается одинаковая концентрация Сi и xi.

Таким образом, для РИС-Н характерным является отсутствие градиентов параметров, как во времени, так и в объеме реактора, поэтому уравнение материального баланса составляются для реактора в целом. При этом, градиенты в дифференциальной форме заменяются разностью значений параметров на входе в реактор и на выходе из него. С учетом этих особенностей, для установившегося режима уравнение материального баланса в общем случае: можно записать в виде: .

Yi,0 – мольный расход; Yv – объемный расход;

, т.о. среднее или условное время пребывания для достижения температуры можно записать следующим образом:

Реакторы РИС-Н используются для производства целевых продуктов в крупномасштабных производствах.

§ 3. Реактор идеального вытеснения рис-в.

Реактор идеального вытеснения представляет собой трубчатый аппарат, в котором отношение длины трубы l к ее диаметру d достаточно велико. l/d >20. В РИВ для поддержания заданной температуры реакционной массы, как правило снабжаются рубашкой теплообмена. В РИВ любая частиц потока подается непрерывно и движется только в одном направлении по длине реактора и выводятся тоже непрерывно обратное (продольное) перемещение. Отсутствует также перемешивание по сечению реактора.

Следствием этого режима движения реакционной массы является то, что время пребывания каждой частицы в реакторе одно и тоже.

Для математического описания РИВ для постоянной температуры исходят из дифференциального уравнения материального баланса, преобразуя его на указанных ниже особенностей этого реактора. Так как в РИВ реакционная масса движется только в одном направлении по длине реактора, и в РИВ каждый элемент объема реакционной массы не смешивается ни с предыдущим ни с последующим объемами, а также отсутствует рациональное перемешивания, то уравнение материального баланса для РИВ принимает вид: , это уравнение отражает нестационарный режим работы РИВ. Подобный режим характерен для периодов пуска и остановки реактора. Стационарный режим характерен тем, что параметры в каждой точке реакционного объема не меняются во времени: . , тогда , получим, что

Когда объем реакционной массы не меняется входе реакции, то последнее уравнение упрощается.

Для расчета условного (среднего) времени пребывания в РИВ, в котором протекает реакция, порядок которых не равен 1 и 0, пользуются графическим методом.

Время химической реакции τ = n_i,0S, в это же время реакционный объем:

В промышленности РИВ наиболее удобен для проведения газофазных или жидкофазных процессов большой производительности.