Реакторы идеального смешения

Химический реактор – это аппарат, в котором осуществляется типовой ХТП, сопровождающийся массо- и теплообменом.

К химическим реакторам применяются следующие требования:

- реактор должен обеспечивать максимальную производительность и интенсивность;

- реактор должен обеспечивать максимальную степень превращения и максимальную селективность;

- реактор должен иметь минимальные затраты на перемешивание и транспортирование реагентов и продуктов;

- в реакторе в максимальной степени должна использоваться теплота химической реакции;

- реакторы должны быть надежными, максимально автоматизированными и механизированными;

- реакторы должны быть дешевыми и простыми.

Реакторы отличаются друг от друга, но есть общие признаки, которые позволяют их классифицировать. Классификация позволяет получить математическое описание, ввести поправочные коэффициенты и получить модель реального аппарата (рисунки 8.1, 8.2. 8.3, 8.4, 8.5, 8.6, 8.7).

Рисунок 8.1 Классификация химических реакторов

Рисунок 8.2 – Классификация химических реакторов

по режиму движения реакционной смеси

реакторы вытеснения (реактор идеального вытеснения (РИВ))

реакторы смешения (реактор идеального смешения (РИС))

Реактор смешения – это емкостный аппарат, где осуществляется циркуляционное перемешивание или перемешивание механическими мешалками.

Предельной структурой является РИС, где в результате интенсивного перемешивания в данный момент времени все параметры, характеризующие процесс, выравнены по объему.

Реакторы вытеснения – это трубчатые аппараты, имеющие вид удлиненного канала.

В РИВ элемент потока вытесняет предшествующие элементы, не перемешиваясь с впереди и сзади идущими элементами.

В РИС перемешивание имеет глобальный характер, а в РИВ – локальный.

Рисунок 8.3 – Классификация химических реакторов

по условиям теплообмена

Изотермические реакторы – это реакторы, где постоянная температура реакционной смеси поддерживается за счет теплообмена с окружающей средой с помощью промежуточного теплоносителя.

Адиабатические реакторы – без теплообмена с окружающей средой.

Поддержание двух режимов, изотермического и адиабатического, достаточно сложно, поэтому реакторы работают в промежуточном режиме, т.е. часть тепла затрачивается на нагрев реакционной смеси, а часть отводится с помощью промежуточного хладоагента.

Автотермические реакторы – это реакторы, в которых поддержание оптимального температурного режима осуществляется за счет теплоты химической реакции без использования внешних источников энергии.

Рисунок 8.4 – Классификация химических реакторов

по фазовому составу реакционной смеси

Классификация химических реакторов

по способу организации процесса

	периодические		непрерывно - действующие		полунепрерывные

Рисунок 8.5 – Классификация химических реакторов по способу

организации процесса

Периодический реактор – это реактор, где реагенты загружаются и проводится ХТП; периодически в процессе реакции ничего не добавляется и не забирается из реактора.

Непрерывнодействующий реактор – это реактор, в который непрерывно подводят реагенты и из которого отводятся продукты.

Полунепрерывные реактор – это реакторы, сочетающие первые два варианта, причем сочетания могут быть различными.

Классификация химических реакторов

по характеру изменения параметров процесса во времени

Рисунок 8.6 – Классификация химических реакторов по характеру изменения параметров процесса во времени

Рисунок 8.7 – Классификация химических реакторов по

конструктивным особенностям