Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Основные требования к организации производства

По способу организации процессы делятся на непрерывные, периодические, полунепрерывные (полупериодичесие). Соответственно для проведения стадий, связанных химическими превращениями в этих процессах, используют реакторы непрерывного, периодического и полупериодического действия.

Основными факторами, определяющими способ организации процесса, являются его производительность, скорость протекающей реакции (необходимое время пребывания) состояние реагирующих веществ и консистенция реакционных масс.

При периодическом процессе исходные вещества перерабатывают­ся порциями. Процесс ведется по заданному температурному графику (рисунок), на котором отражаются все элементарные стадии (загрузка исходных веществ, нагревание, охлаждение, выдержка, разгрузка реактора и др.) технологической операции.

Рисунок Температурный график работы химического реактора периодического действия: / — стадия загрузки компонента А; //— нагревание; III — стадия загрузки компонента В; IV—-нагревание до температуры выдержки; V—выдержка; VI — охлаждение реак­ционной массы конечного состава; VII—разгрузка реактора

 

Организация химико-технологических процессов периодическим способом используется обычно для производства малотоннажных про­дуктов. Основаниями для организации периодических процессов яв­ляются также невысокая скорость химических реакций, специфические свойства перерабатываемых веществ и реакционных масс, затрудняю­щие или исключающие постоянный транспорт веществ через систему, жесткие условия проведения процесса (например, совместное влияние сильной коррозии и высокой температуры).

Для периодических ХТП требуются несложное по конструкции технологическое оборудование, доступные и простые контрольно-из­мерительные приборы. Соответствующие технологические схемы до­статочно просто пускать, останавливать и обслуживать; имеется возможность проведения в одном агрегате нескольких технологических стадий, на одной технологической схеме - нескольких ХТП.

Химические реакторы периодического действия представляют собой емкостные аппараты (рисунок), снабженные мешалками, тепло-обменными элементами, устройствами для загрузки и разгрузки.

К недостаткам периодических процессов относятся невысокая про­изводительность, обусловленная скоростью химических реакций и большим вкладом времени непроизводительных затрат во время опе­рации; изменение параметров процесса во времени, что влияет на качество продукта, которое может быть различным для разных опе­раций, и затрудняет полную автоматизацию процесса.

В отличие от реакторов периодического действия в реакторах полупериодического действия сначала загружаются необходимые пор­ции исходных веществ за исключением одного, которое затем непре­рывно дозируется в зону реакции, или загружаются все исходные вещества, и по мере протекания реакции непрерывно выводятся про­дукты реакции (или один из них). По окончании реакции производится полная разгрузка реактора.

Рисунок Некоторые типы химических реакторов периодического действия: а — емкостный аппарат с рубашкой и якорной мешалкой; 6—аппарат с приварными змеевиками и рамной мешалкой; в — аппарат с внутренним змеевиком и пропеллерной мешалкой; г — горизонтальный аппарат с рубашкой и рамной мешалкой

 

Непрерывные процессы применяют для производства многотонажных продуктов, в их основе лежат химические реакции, протекающие с достаточно высокими скоростями. В реакторе непрерывного действия осуществляются постоянная подача исходных компонентов (веществ) и постоянный вывод конечных продуктов (или реакционной смеси конечного состава).

Характерная особенность непрерывных процессов - постоянный транспорт реакционных масс через систему, структура потока в кото­рой описывается уравнениями гидродинамики. В зависимости от ско­рости химических реакций, консистенции реакционных масс приме­няют три типа реакторов непрерывного действия: трубчатые, колон­ные, емкостные аппараты (рисунок).

Преимущества непрерывных процессов по сравнению с другими - высокая производительность и стабилизация параметров во времени, что определяет возможность полной автоматизации и I постоянное качество получаемого продукта. В то же время пуск, вывод процесса на установившийся режим, его обстановка являются сложными этапами его функционирования. Для непрерывных процессов применяется сложное технологическое оборудование, обеспечивающее непрерыв­ную подачу, дозировку, регулирование, контроль параметров. Значи­тельно дороже по сравнению с периодическими процессами обходится ввод их в действие.

Ниже рассмотрены показатели сравнительной эффективности ре­акторов непрерывного и периодического действия.

Геометрические размеры химических реакторов и интенсивность протекающих в них процессов определяются по Беркману удерживаю­щей способностью аппаратов:

для реакторов непрерывного действия

(1.1)

для реакторов периодического действия

 

(1.2)

где Vн и Vп - удерживающая способность агрегата соответственно непрерывного и периодического действия, м; Gч — заданная произ­водительность агрегата по готовому продукту, кг/ч; VT — объем реак­ционной массы, приходящейся на 1 кг готового продукта, м3/кг; t — необходимое время пребывания реакционной массы в аппарате, ч; п — число аппаратов в технологическом агрегате.

 

Рисунок Некоторые типы химических реакторов непрерывного действия: а—трубчатый реактор с подачей теплоносителя в межтрубное пространство; б — колонный реактор (адиабатический) с инертной насадкой или катализатором; в — каскад емкостных аппаратов

 

Число аппаратов, необходимых для обеспечения заданной произ­водительности,

n=V / Vp, (1.3)

 

где V - удерживающая способность агрегата, определенная по урав­нениям (1.1) и (1.2), м; Vp — объем реакционной массы в одном аппарате с учетом коэффициента заполнения, м.

Эффективность химических реакторов непрерывного действия по сравнению с периодически действующими аппаратами оценивается степенью интенсификации процесса (f) и отношением (l) числа аппа­ратов периодического действия к числу заменяющих их аппаратов непрерывного действия:

f=Vn / Vн (1.4) и l= nn / nн (1.5)

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Химико-технологический процесс и химико-технологическая система | Исходные данные для разработки технологической части проекта
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 1449; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.019 сек.