Тема: Реакторные аппараты и элементы их расчета

План:

1. Классификация реакторных устройств

2. Химические реакторы с идеальной и неидеальной системой потоков

3. Проточные реакторные системы

4. Выбор реакторных устройств и пути интенсификации их работы

5. Оценка эффективности работы реакторных систем и технологических процессов в целом.

6. Интенсификация реакторных систем и подсистем разделения в нефтехимическом синтезе.

7. Оптимизация работы реакторных систем.

8. Управление затратами на обеспечение качества производства.

Классификация реакторных устройств

Химические реакторы для проведения различных процессов отличаются друг от друга по конструктивным особенностям, размеру, внешнему виду. Однако, несмотря на существующие различия, можно выделить общие признаки классификации реакторов, облегчающие систематизацию сведений о них, составление математического описания и выбор метода расчета.

Наиболее употребимы следующие признаки классификации химических реакторов и режимов их работы:

►По гидродинамический обстановке (режиму движения реакционной среды) реакторы можно разделить:

v на реакторы смешения;

v на реакторы вытеснения.

►По условиям теплообмена реакторы можно разделить:

v на адиабатические (в них вся теплота, выделяющаяся или поглощающаяся в результате химических процессов, расходуется на «внутренний» теплообмен – на нагревание или охлаждение реакционной смеси);

v на изотермические (за счет теплообмена с окружающей средой в них обеспечивается постоянство температуры, в этом случае в любой точке реактора за счет теплообмена полностью компенсируется выделение или поглощение теплоты);

v на реакторы с промежуточным тепловым режимом (тепловой эффект химической реакции частично компенсируется за счет теплообмена с окружающей средой, а частично вызывает изменение температуры реакционной смеси);

v на автотермические реакторы (поддержание необходимой температуры процесса осуществляется только за счет теплоты химического процесса без использования внешних источников энергии).

►По фазовому составу реакционной смеси реакторы делятся:

v на реакторы для проведения гомогенных процессов (подразделяются на аппараты для газофазных и жидкофазных реакций);

v на реакторы для проведения гетерогенных процессов (подразделяются на газожидкотные, для процессов в системах газ – твердое вещество, жидкость – твердое вещество и другие);

v на реакторы для проведения гетерогенно- каталитических процессов.

►По способу организации процесса (способу подвода реагентов и отвода продуктов) реакторы подразделяются:

v на периодические (все реагенты вводят в аппарат до начала реакции, а смесь продуктов отводят после окончания процесса);

v на реакторы непрерывного действия (проточные) - подача реагирующих веществ, химическая реакция, вывод готового продукта осуществляются параллельно, одновременно;

v на полунепрерывные (полупериодические) – характеризуются тем, что один из реагентов поступает в него непрерывно, а другой периодически.

►По характеру изменения параметров процесса во времени реакторы подразделяются:

v на работающие в стационарном режиме (если протекание химической реакции в произвольно выбранной точке характеризуется одинаковыми значениями концентраций реагентов или продуктов, температуры, скорости и других параметров процесса в любой момент времени);

v на работающие в нестационарном режиме (если в произвольно выбранной точке происходят изменения параметров химического процесса во времени по тому или иному закону).

►По конструктивным характеристикам реакторы делятся:

v на емкостные (автоклавы, реакторы-камеры, вертикальные и горизонтальные конверторы и т. п.);

v на колонные (реакторы-колонны насадочного и тарельчатого типа; каталитические реакторы с неподвижным, движущимся и псевдоожиженным слоем катализатора; полочные реакторы);

v на реакторы типа теплообменника;

v на реакторы типа реакционной печи (шахтные, полочные, камерные, вращающиеся печи и т. п.).