Общая химическая технология. Брянкин К.В - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

При проведении обратимых экзотермических реакций условия осложняются, так как при этом изменяется
вид S-образной кривой (она достигает максимума, а затем убывает). Это объясняется тем, что для обратимых
экзотермических реакций равновесная степень превращения
*
А
Х
уменьшается при увеличении температуры
(рис. 3.6).
Х
А
= 1
К
L
T
0
T
Q
х.р.
, Q
к
, (Х
А
)
α
1
α
2
Рис. 3.5. Диаграммы
х.р
Q
= f (Т) и
к
Q = φ(Т) для адиабатического
непрерывного реактора с разным наклоном прямой (α
2
< α
1
)
α
1
α
2
3
2
2
K
T
1
T
Р
Х
*
Q
к,1
Q
к,2
X
A
, (Q
х.р.
,
Q
к,2
)
Рис. 3.6. Диаграмма Х = f (T) для обратимой экзотермической реакции:
1 – кривая прихода тепла (
х.р
Q
); 2 – прямая расхода тепла (
к
Q );
3 – прямая расхода тепла при проведении процесса в несколько стадий
Из рис. 3.6 видно, что кривая достигает максимального значения в точке К, а затем убывает, располагаясь
вдоль равновесной кривой
*
А
Х . Поэтому на практике процесс ведут так, чтобы прямая линия (линия теплоотво-
да) проходила либо через точку К на кривой 1 (Х
А
= max),
либо через точку Р, когда прямая образует меньший угол наклона α
2
. Это обычно достигается повышением
концентрации исходного реагента С
А,0
. ДЛЯ увеличения конечной степени превращения процесс ведут в не-
сколько стадий; при этом реакционную смесь после первой стадии охлаждают, выделяют из нее целевой про-
дукт, а затем реакционную смесь вновь нагревают и направляют в реактор второй и последующих стадий.
При эндотермических реакциях происходит поглощение тепла (–
H
∆
), в этом случае температура реакци-
онной смеси на входе в реактор выше температуры в реакторе. Тогда
(
)
0
рконв
ТТСQ −
′
= по уравнению (3.29),
значение tg α становится отрицательным, а угол наклона будет больше 90°. При таких условиях прямая всегда
будет иметь только одну точку пересечения с S-образной кривой (рис. 3.7).
Перемещение точки пересечения в область высокой степени превращения обычно достигается пе-
редвижением прямой вправо. Для этого повышают температуру реакционной смеси на входе в ре-
актор от
Т
0
до Т при постоянном значении угла наклона α
1
(рис. 3.7) или уменьшают угол наклона
от α
1
до α
2
при постоянной температуре Т
0
за счет уменьшения С
А,0
; соответственно пересечение
кривой и прямой перемещается в точку
К или М.
Для каждого практического случая существует оптимальный, наиболее выгодный режим работы
реактора, который должен быть установлен с учетом ряда факторов, влияющих на экономичность
процесса.

Страницы