Реакторы гомогенных процессов

Для проведения гомогенных процессов применяются все основные типы реакторов; устр-во реакторов для гомогенных процессов проще чем устр-во реакторов для гетерогенных процессов ввиду легкости перемешивания. Все реальные аппараты занимают промежуточное положение между аппаратами идеального вытеснения и идеального смешения.

Для газовых гомогенных процессов в основном применяются камерные и трубчатые реакторы. Для смешения газов применяют сравнительно несложное устр-во. Это могут быть сопло, центробежный, лабиринтный или каскадные смесители, эжекторы.

1.камерные реакторы с эжекторными смесителями паров и газов.(печь для синтеза хлороводорода или печь для термоокислительного крекинга метана).

Схема горелки печи для синтеза хлороводорода:

1-трубка для ввода хлора; 2- трубка для ввода водорода; 3- наконечник горелки; 4- камера печи; 5- запальный люк; 6- смотровой штуцер.

2.камерный реактор с центробежным перемешиванием газовой смеси. По режиму близок к идеальному смешению и яв-ся изотермическим.

3.трубчатый реактор с теплообменом между 2-мя газами, по режиму близок к идеальному вытеснению и яв-ся политермическим.

1-кожух с 2-мя днищами; 2- трубная решетка; 3- трубки.

4.реакторы типа труба в трубе с водяным или жидкостным охлаждением или нагревом. Работают по принципу идеального вытеснения, такие реакторы политермичны и обычно используются для р-ий, протекающих с большим тепловым эффектом.

1-внутренняя труба; 2-внешняя труба(рубашка); 3-колено.

Для жидкофазных гомогенных процессов применяются различные реакторы с перемешивающими устр-вами механического и пневматического типа. Для повышения кпд используют прямоточные реакторы большой длины, батареи из нескольких реакторов, а также многосекционные аппараты в которых степень превращения возрастает с увеличением числа секций. Реакционные аппараты снабжены теплообменниками(змеевики, рубашки); также широко применяются реакторы с различными механическими мешалками и другими типами перемешивающих устр-в, которые обеспечивают режим, близкий к полному смешению.

Реактор с пропеллерной мешалкой. Реакторы с пневматическим перемешиванием и со струйно-эжекторным перемешиванием. В установках со струйно-эжекторным смешением теплообменник может служить холодильником или подогревателем. Вследствии перемешивания эти реакторы изотермичны. Для повышения кпд используют каскад реакторов с мешалками или секционированные реакторы с мешалками или без мешалок.

А)с пропеллерной мешалкой: 1-вал; 2-мешалка;3-водяная рубашка

Б)реактор с пневматическим перемешиванием:

1-выход воздуха и загрузка ж-ти; 2- барботер; 3-вывод продукта.

В)со струйно-циркуляционным смешением: 1-реактор струйно-эжекторного смешения; 2- приемник; 3- теплообменник.

Колонные реакторы обычно представляют собой высокие цилиндры в которых могут быть установлены теплообменные элементы. Полые колонны работают по принципу идеального вытеснения. Для перемешивания реакционной смеси и выравнивания температуры, часто применяют насадку, не редко колонны секционируют перфорированными решетками или разделяют перегородками.

Непрерывно-действующие реакторы проточного типа работают по принципу идеального вытеснения подобно реакторам гомогенно-газовых процессов. Например, непрерывно-действующий реактор для гидролиза дихлорэтана имеет длину труб около 1км. Только при такой длине обеспечивается необходимое взаимодействие реакционной смеси и должная теплоотдача.

Реактор с перегородками.