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)

Химические реакторы




Процессы синтеза полимеров в заданных условиях могут осуществляться только в замкнутых и изолированных от влияния внешней среды аппаратах - химических реакторах. С точки зрения достижения определенной степени превращения моно­мера (мономеров) в полимер наиболее важной в реакторах явля­ется гидродинамическая обстановка. По этому признаку принято различать реакторы смешения (РС) и реакторы вытеснения (РВ) .

Существующие модели имеют дело с идеальными режимами и реакторами - идеального смешения (РИС) и идеального вытеснения (РИВ).

Идеальный гидродинамический режим в реакторах смешения характеризуется полной изотропностью реакционной смеси по всем возможным параметрам: концентрациям, плот­ностям, вязкостям, теплоемкостям, а также их функциям (на­пример, скоростям реакции). Таким образом, постулируется, что все свойства потока на выходе из реактора идентичны свойствам реакционной смеси в нем. Такой режим реализует­ся в периодическом и непрерывно действующем (проточном) реакторах идеального смешения. Реально даже для гомогенных низко вязких смесей полностью растворимых реагентов и от­носительно медленных реакций это верно лишь для реакторов в которых диаметр равен высоте Н = D и перемешивание осуществляется эффективной турбин­ной мешалкой диаметром dM = 0.25-0.33 D, расположенной на расстоянии своего диаметра от дна аппарата, и имеющие от­ражающие перегородки определенной ширины вдоль стенок реактора, которые препятствуют закручиванию потока и умень­шают глубину центральной воронки.

Реактор идеального вытеснения представляет собой термостатируемую трубу, через которую прокачивается с опре­деленной скоростью реакционная смесь. Идеальным считается поршневой режим, характеризующийся полной изотропностью реакционной смеси в любом поперечном сечении этой трубы и отсутствием обратного (продольного) перемешивания по оси трубы. Последнее возможно при условии, что скорость течения значительно превосходит скорость диффузии веществ, вызван­ной градиентами их концентраций по оси потока, в направле­нии, обратном потоку. Реально такой поток реализуется только при развитой турбулентности (коэф. Re > 10000) и отношении длины трубы к ее диаметру не менее 10. Считается также, что в любом проточном реакторе стационарный режим устанавливается только после пропускания через него количества вещества не менее 10- крат­ного к его объему.

Кинетическое описание идеального периодического реактора является простым следствием из уравнения его материального баланса по ключевому веществу (мономеру).

-dNм = Vrмdτ, или –d[M] = rм

где NM - количество превращаемого мономера [кмоль];



V - объем реактора (точнее реакционной смеси в нем) [мЗ];

гм - скорость реакции по веществу М [кмоль/(мЗ. с)];

τ - время нахождения (пребывания) реакционной смеси в реакторе (или время реак­ции для периодического реактора) [сек],

[M] – концентрация мономера,

Для РИВ (если объем реакционной смеси в ходе реакции не изменяет­ся (изменяется незначительно) уравнение имеет вид:

–d[M] = rмdθ,

θ = V/w - среднее по поперечному сечению реактора время пребывания для идеального реактора вытеснения, которое одинаково для любой частицы потока в данном сечении (поршневой режим).

w - объемный поток реагентов на входе в реактор в [м3/с],

Для РИС уравнение имеет вид:

[М]о - [М] = гм *θ

Θ для реактора идеального смешения распределено по экспоненциальному закону.

В зависимости от конкретных кинетических и физических свойств реакционной системы сте­пень идеальности может существенно изменяться. Например, нарушение режима идеального смешения в реакторах смеше­ния может приводить к образованию застойных зон и проско­ку непрореагировавших веществ.

Для процессов, контролируемых скоростями химических ре­акций, режимы идеального смешения и вытеснения существен­но различаются по степени превращения реагентов, достигае­мой за одно и то же время пребывания. Вызывается это тем, что средняя по реактору концентрация веществ (а следовательно, и средняя интегральная скорость реакции) в РИС ниже, нежели в РИВ.

Таким образом, средние кон­центрации, скорости реакций и величины, от них зависящие, будут различными в РИВ и РИС. Различными в них будут и параметры ММР образу­ющегося полимера.

 





Дата добавления: 2014-01-05; Просмотров: 331; Нарушение авторских прав?;


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



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:

  1. Аналитическая химия и физико-химические методы анализа в 2х томах том 1й
  2. Биогеохимические круговороты
  3. Биологические Химические
  4. Биохимические методы очистки сточных вод.
  5. БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПИТАНИЯ ЧЕЛОВЕКА.
  6. Влияние мышечной работы на морфологический состав крови и ее физико-химические свойства.
  7. Вопрос 1. Физико-химические свойства фосгена и дифосгена, хлора, хлорпикрина, азотной кислоты и ее окислов, треххлористого фосфора, пятифтористой серы, аммиака, гидразина и др.
  8. КАНЦЕРОГЕННЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
  9. Лекция 15. Электрохимические методы анализа экотоксикантов
  10. Лекция 5. Основные химические виды загрязняющих веществ. Неорганические соединения.
  11. Лекция 5. Перенапряжения при несимметричных режимах. Способы ограничения перенапряжений – шунтирующие реакторы
  12. Лекция 6. Основные химические виды загрязняющих веществ. Органические соединения.




studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.146.28.90
Генерация страницы за: 0.087 сек.