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 производстваПо 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)
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 1474; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |