Общая химическая технология. Брянкин К.В - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

T
1
T
0
T
1
/
T
1
T
2
/
T
2
T
3
X
0
X
1
/
X
1
X
2
/
X
2
X
3
X
1
T
0
/
X
0
T
0
/
T
0
T
1
/
T
1
T
2
/
T
2
T
3
X
0
X
1
/
X
1
X
2
/
X
2
X
3
T
0
/
T
0
T
1
/
T
1
T
2
/
T
3
X
0
X
1
X
2
X
3
T
0
/
T
0
T
1
/
T
1
T
2
/
T
2
T
3
X
0
X
1
X
2
X
3
T
0
/
X
3
X
2
X
1
X
*
X
T
1
T
2
T
3
T
1
/
T
2
/
T
0
T
ЛОТ
X
*
ЛОТ
X
3
X
2
X
1
X
T
1
T
2
T
1
/
T
3
/
T
2
/
T
0
T
X
X
3
X
2
/
X
1
/
X
*
T
1
T
2
T
3
T
2
/
T
1
/
T
0
T
ЛОТ
X
1
X
*
ЛОТ
X
3
X
2
X
2
/
X
T
1
T
2
T
1
/
T
2
/
T
0
T
X
1
X
1
/
T
3
X
*
ЛОТ
T
0
T
X
A
а)
б)
в)
г)
д)
Рис. 3.15. Схемы оформления экзотермических
обратимых реакций (A
R + Q):
а, б – каскады реакторов идеального вытеснения и смешения;
в, г – схемы с промежуточным вводом холодных исходных реагентов;
д – трубчатый реактор вытеснения с непрерывным отводом тепла
исходными реагентами. Схема построена таким образом, что на подогрев может подаваться регулируемое ко-
личество исходных реагентов. Это позволяет изменять в необходимых пределах температуру реакционной сме-
си на входе в каждый реактор. В каждом реакторе наблюдается адиабатический разогрев (линии I – III), а в теп-
лообменниках происходит охлаждение реакционной смеси (рис. 3.15, а: понижение температуры реакционной
смеси показано в виде линий, параллельных оси абсцисс).
На рис. 3.15, б изображен каскад реакторов смешения и график зависимости X = f (T), носящей ступенча-
тый характер, поскольку в реакторе смешения изменение температуры происходит скачкообразно.
Схемы, показанные на рис. 3.15, в и г, отличаются промежуточным вводом холодных реагентов. При этом
охлаждение реакционной смеси между ступенями каскада сопровождается не только изменением температуры,
но и изменением ее состава (т.е. снижением концентрации исходного реагента и степени превращения). Досто-
инство такой схемы оформления процесса состоит в ее простоте, обусловленной отсутствием теплообменников.
Недостаток схемы заключается в том, что в результате промежуточного добавления исходных реагентов (для
которых Х
А
= 0) снижается степень превращения с Х
1
до Х′
1
, а X
2
до X′
2
и т.д. (рис. 3.15, в, г). Поэтому для достиже-
ния заданной конечной степени превращения требуется большее общее время пребывания реагентов в каскаде, чем
при работе по схемам, показанным на рис. 3.15, а и б.
На рис. 3.15, д изображен реактор идеального вытеснения с теплообменом по всей длине его реакционной
зоны. Холодные реагенты поступают в межтрубное пространство, по мере продвижения нагреваются от Т
0
до Т
1
и входят в реактор (центральную трубу). Вначале в реакторе температура быстро повышается за счет большой
скорости процесса, обусловленной высокой концентрацией исходных реагентов. В этих условиях скорость вы-
деления тепла превышает скорость отвода тепла. По мере увеличения Х
А
и уменьшения концентрации исход-
ных реагентов скорость реакции снижается и соответственно понижается температура реакционной смеси.
Этим объясняется сложный характер кривой X
A
= f (T). Вначале эта кривая располагается вблизи адиабаты (рис.
3.15, д, пунктирная линия), затем выходит вправо от ЛОТ, а в конце процесса смещается влево от ЛОТ за счет
интенсивного теплообмена в этой части реактора.
Во всех рассматриваемых случаях фактический температурный режим приближается к ЛОТ и тем в боль-
шей степени, чем больше число ступеней в каскаде (рис. 3.15,
а – г). Кроме того, в схемах на рис. 3.15, а, б, д
обеспечивается автотермичность процесса.
4. Сырьевая и энергетическая базы химической промышленности

Страницы