Общая химическая технология. Брянкин К.В - 38 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

X
A,1
X
A,1
X
A
X
A,1
–r
A
–r
A,1
–r
A,2
C
A,0
,
X
A,0
T
0
C
A,0
,
X
A,0
T
0
РИС-Н
РИВ
Рис. 3.12. Сочетание РИС-Н и РИВ,
обеспечивающее оптимальные условия процесса
В РИВ скорость процесса в этой области будет плавно изменяться от r
А,1
до r
А,2
и, следовательно, средняя
скорость процесса будет выше.
При проведении обратимых и сложных реакций возникают дополнительные требования при вы-
боре реакторов такие, как обеспечение высокой селективности и выхода по целевому продукту.
3.9. СОЗДАНИЕ ОПТИМАЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО РЕЖИМА
В РЕАКТОРАХ
Как указывалось ранее, температура является одним из самых мощных факторов, влияющих на скорость
химических процессов, поэтому на практике устанавливают оптимальный температурный режим каждого хи-
мического процесса с учетом условий равновесия протекающих реакций, кинетических факторов, селективно-
сти по целевому продукту, термостойкости аппаратуры и т.д. При работе реактора в политропическом и изо-
термическом режимах имеет место теплообмен с окружающей средой. Регулируя этот теплообмен, можно при-
близить температурный режим реактора к оптимальному.
При адиабатическом режиме работы реактора теплообмен с окружающей средой отсутствует, поэтому для
создания оптимального температурного режима применяют несколько последовательно соединенных реакто-
ров и после каждого из них предусматривают нагревание (эндотермические реакции) или охлаждение (экзотер-
мические реакции) реакционной смеси.
На рис. 3.13 в качестве примера показаны схемы оформления эндотермической реакции A → R – Q в реак-
торах вытеснения и смешения, куда поступают подогретые исходные реагенты. По мере протекания реакции
температура реакционной смеси и концентрация исходного реагента в ней снижаются; соответственно снижа-
ется и скорость процесса. Если процесс осуществляют в нескольких последовательно соединенных реакторах,
после которых реакционная смесь дополнительно нагревается (рис. 3.13, в и г), скорость процесса более высо-
кая, чем без дополнительного подогрева смеси. При таком оформлении процесса на каждой стадии создается
адиабатический режим, а в целом режим приближается к политропическому и тем в большей степени, чем
больше число стадий.
В тех случаях, когда при проведении экзотермических реакций количество тепла, выделяющегося в ре-
зультате реакции, достаточно для нагревания исходных реагентов до температуры начала процесса, создают
условия теплообмена, обеспечивающие подогрев поступающих исходных реагентов за счет тепла реакции. Ес-
ли при этом исключается необходимость подвода тепла извне, процесс называют автотермическим (рис. 3.14).
Труднее создать определенный температурный режим при проведении обратимых экзотермических реак-
ций. В этом случае оптимальной является не какая-то одна температура, а температурная последовательность:
процесс необходимо приблизить к линии оптимальных температур (ЛОТ), т.е. начинать при высокой темпера-
туре, а затем, по мере увеличения X, температуру необходимо снижать.

Страницы