46.Непрерывный (проточный) реактор идеального смешения (рис-н).

Если необходимо обеспечить получение большого количества продук­та одинакового качества, химический процесс предпочитают проводить в непрерывно действующих реакторах с установившимся режимом. Распространенным видом таких проточных аппаратов являются реакторы смешения. Проточный реактор смешения может работать как в нестационарном режиме (пуск, выход на режим, остановка), так и в стационарном, установившемся режиме.

В реакторе непрерывного действия (проточном) все отдельные стадии процесса химического превращения вещества осуществляются параллельно, одновременно и, следовательно, непроизводительные затраты времени на операции загрузки и выгрузки отсутствуют. Поэтому на современных крупнотоннажных химических производствах, где требуется высокая производительность реакционного оборудования, большинство химических реакций осу­ществляют в непрерывно действующих реакторах.

Время пребывания отдельных частиц потока в непрерывно действующем реакторе, в общем случае, — случайная величина. Так как от времени, в течение которого происходит реакция, зависит глубина химического превращения, то она будет разной для частиц с разным временем пребывания в реакторе. Средняя глубина превращения оп­ределяется видом функции распределения времени пребывания от­дельных частиц, зависящим, в свою очередь, от характера перемешива­ния, структуры потоков в аппарате для каждого гидродинамическо­го типа реактора индивидуальным.

47.Реактор идеального вытеснения

РИВ представляет собой длинный канал через который реак.смесь движется в поршневом режиме. Каждый элемент потока, условно выделенный двумя плоскостями, перпендикулярными оси канала,движется через него как твердый поршень, вытесняя предыдущие элементы потока и не перемешываясь ни с предыдущими, ни со следующими за ним элементами.

Идеальное вытеснение возможно при выполнении след.допущений:1) движущийся поток имеет плоский профиль линейных скоростей 2) отсутствует обусловленное любыми причинами перемешивание в направлении оси потока. 3) в каждом отдельно взятом сечении перпендикулярным оси потока,параметры процесса (концентрации, температуры и т.д.) полностью выравнены.

Максимально приблизиться к идеал.вытеснению можно лишь в развитом турбулентном режиме и если при этом длина канала существенно превышает его поперечный размер В соответствии со вторым и третьим допущениями диффузионный перенос в реакторе идеального вытеснения отсутствует. Следовательно ур-ие для РИВ в нестационарном режиме работы примет вид:

При стационарном режиме ур-ие будет еще более простым:

48.Уравнение материального баланса химического реактора в общем виде.

Уравнения материального баланса (одно или несколько) составляют по тому или иному компоненту — участ­нику реакции (реагенту или продукту), отражая в уравнении все из­менения, происходящие с этим компонентом. Если реакция, протекающая в химическом реакторе, простая, то обычно составляют одно уравнение материального баланса по любому реагенту или продукту. Если реакция сложная, математическое описание, как правило, вклю­чает несколько уравнений материального баланса по нескольким веществам, каждое из которых участвует по меньшей мере в одной ил простых реакций, составляющих сложную.

Уравнение материального баланса по веществу J учитывает все виды поступления и расходования этого компонента в пределах эле­ментарного объема ∆V в течение промежутка времени ∆Т :

nJ,вх – nJ,вых – nJ,х.р. = nJ,нак

где nJ,вх — количество вещества J, внесенное в элементарный объем ∆V за время ∆Т с потоком участников реакции; nJ,вых - количество вещества J, вынесенное из объема ∆V за время ∆Т с потоком участни­ков реакции; nJ,х.р — количество вещества J, израсходованное на химическую реакцию (или образовавшееся в результате ее протекания) в объеме ∆V за время ∆Т; nJ,нак - накопление вещества J в объеме ∆V за время ∆Т (изменение количества вещества J, одновременна содержащегося в объеме ∆V).