Общая химическая технология. Брянкин К.В - 33 стр.

UptoLike

При снижении температуры от Т
к
до Т
1
(рис. 3.4, а) возникает неравенство
конвх.р
QQ > , поэтому после сня-
тия возмущения процесс возвращается в прежнее состояние, характеризующееся точкой К. (Это объясняется
тем, что в результате возмущения приход тепла становится больше расхода и реакционная смесь нагревается).
При повышении
Q
х.р.,1
Q
х.р.
Q
х.р.
Q
х.р.
, Q
к
, (Х
А
)
Q
к,1
Q
к
Q
х.р.
, Q
к
, (Х
А
)
Q
х.р.
, Q
к
, (Х
А
)
Q
к
Q
х.р.
К
М
L
T
T
T
T
0
T
1
T
к
T
0
T
1
T
к
T
2
T
0
T’
0
L
Q
к
Q
к
К
Q
х.р.
К
X
A
= 1
а) б)
в)
температуры до Т
2
возникает неравенство
конвх.р
QQ <
, поэтому после снятия возмущения процесс также воз-
вратится в положение, характеризуемое точкой К, поскольку расход тепла больше прихода, и реакционная
смесь охлаждается.
Режим работы реактора, показанный на рис. 3.4, б (кривая и прямая пересекаются в точке L), соответствует
низкой степени превращения; следовательно этот режим практического интереса не представляет.
При режиме, показанном на рис. 3.4, в, тепловое равновесие достигается в трех точках К, M, L, где пересе-
каются кривая и прямая. Однако все эти режимы не представляют практического интереса: точка L соответст-
вует низкой степени превращения, а точка Мнеустойчивому режиму (так как после повышения или пониже-
ния температуры процесс не возвращается в точку М после снятия возмущения). Так, при понижении темпера-
туры от Т
м
до T
1
возникает неравенство
конвх.р
QQ <
, поэтому после снятия возмущения режим не восстановит-
ся (не возвратится в положение, характеризуемое точкой М), а перейдет в стационарное состояние, соответст-
вующее точке L, характеризуемой низкой степенью превращения. При повышении температуры от Т
м
до Т
2
возникает неравенство
конвх.р
QQ > , поэтому после снятия возмущения процесс не возвратится в состояние, соот-
ветствующее точке М, а перейдет в состояние, соответствующее точке К. Хотя точка К на рис. 3.4, в и соответствует
высокой степени превращения и устойчивому режиму, однако этот режим обладает малым запасом устойчиво-
сти. Действительно, снижение температуры от Т
к
до Т
1
(рис. 3.4, в) при
конвх.р
QQ <
приводит режим в неустой-
чивую область, а затемнеизбежно в точку L, для которой характерна малая величина Х
А
.
Таким образом, взаимное расположение кривой и прямой, показанное на рис. 3.4, а, с точкой пересечения
К соответствует режиму, при котором достигается высокая степень превращения и создается устойчивый ре-
жим, следовательно, этот режим представляет наибольший практический интерес.
Чтобы перевести процесс из невыгодного режима в оптимальный, соответствующий точке К, изменяют
параметры технологического процесса и изменяют тем самым взаимное расположение прямой и S-образной
кривой.
Так, например, если сохранить все условия, соответствующие рис. 3.4, б, но увеличить время пребывания
реагентов в реакторе τ, то количество выделяющегося тепла
х.р
Q
возрастет [уравнение (3.28)]. Соответственно,
S-образная кривая сместится влево в положение, показанное на рис. 3.4, а, когда кривая и прямая пересекаются
в точке К.
Возможно, не изменяя положения S-образной кривой, перемещать линию теплоотвода вправо или влево от
ее первоначального положения либо изменять угол ее наклона. Для перемещения прямой вправо повышают
температуру реакционной смеси Т
0
на входе в реактор. Тогда в соответствии с уравнением прямая перемещает-
ся в положение, показанное на рис. 3.4, б пунктиром, при этом прямая и кривая пересекаются в точке К.
Для уменьшения угла наклона прямой увеличивают концентрацию реагента А в поступающей в реактор
смеси (С
А,0
). В этом случае уменьшается tg α [уравнение (3.29)].
Как видно из рис. 3.5, при уменьшении угла наклона от α
1
до α
2
точка пересечения кривой и прямой пере-
мещается из точки L в точку К, соответствующую большому значению Х
А
и устойчивому режиму.
Рис. 3.4. Различные режимы
работы РИС-Н-А:
а
режим, представляющий
практический интерес;
б, в
режимы, не представляющие прак-
тического интереса