Вопросы ОХТ часть 3
100 Суть и порядок расчета реактора
Исходные положения для расчета реакторов
Разработка реакторов начинается:
- С исследования гидродинамической модели процесса как основы его математического описания.
- Далее изучают кинетику химических реакций,
- процессы массопередачи,
- процессы теплопередачи.
Чем глубже изучена кинетика реакций, тем надежнее предсказания результатов протекания соответствующих процессов…
101 Основные технологические характеристики эффективность реактора
Главная стадия химико-технологического процесса, определяющая его назначение и место в химическом производстве, реализуется в основном аппарате химико-технологической схемы, в котором протекает химический процесс - химическом реакторе. В технологической схеме химический реактор сопряжен с аппаратами подготовки сырья и аппаратами разделения реакционной смеси и очистки целевого продукта. Конструкция и режим работы химического реактора определяет эффективность и экономичность всего химико-технологического процесса.
103. Упрощенные кинетические модели реальных и идеальных реакторов.
Математическая модель реактора с неидеальной структурой потоков должна удовлетворять ряду требований. Во-первых, она должна точнее, чем модели реакторов с идеальной структурой потока, передавать закономерности протекающего химического процесса, в частности, при моделировании проточных реакторов расчет на основе такой модели должен позволить получить распределение концентраций по объему…
104 Обоснование и назначение характеристических уравнений реактора. Основные математические модели реакторов
Реактор идеального вытеснения
Модель реактора идеального вытеснения представляется в виде трубки длиной L c постоянным сечением S и диаметром d. Эта модель представлена на рисунке 6….
105. Сравнение реакторов идеального смешения непрерывного действия
Сравним производительность идеальных проточных реакторов для случая проведения в них простых реакций, не осложненных побочными взаимодействиями. Зададимся одинаковой степенью превращения ключевого реагента и будем считать…
106 Основные типы реакторов для осуществления изотермических процессов
Изотермические реакции проводят на практике только в непрерывных реакторах, так как для поддержания постоянной температуры в реакторе периодического действия отвод тепла должен изменяться во времени, что в промышленных условиях осуществить трудно. В связи с этим изотермические реакторы периодического действия на практике не применяются и здесь не рассматриваются…
107 Базовое уравнение материального баланса, материальные точки в пространстве
Основанием для получения уравнения реактора любого типа является материальный баланс, составленный по одному из компонентов реакционной смеси. Составим такой баланс по исходному реагенту A при проведении простой необратимой реакции…
108. Вывод и сравнение характеристических уравнений РИС-Н и РИВ
Характеристические уравнения для РИС-Н и РИВ одинаковые (2.10) и (2.31), поэтому время для достижения заданной степени превращения в этих реакторах одно и то же. Но в РИС-Н…
109 Технико-экономическая характеристика различных методов получения бензола по используемому сырью.
Каталитическое гидродеалкилирование. Каталитический вариант получения бензола методом гидродеалкилирования имеет преимущества перед термическим как по энергозатратам и расходу водорода на производство 1 т продукции…
110. Адипиновая кислота, технические свойства и применение, методы производства. Технологическая схема производства адипиновой кислоты окислением циклогексанола.
Технические свойства и применение
Молярная масса равна 146,1 грамм/моль.
Плотность составляет 1,36 грамм/моль.
Ограниченно растворима в этаноле, диэтиловом спирте и ацетоне.
111. Оксиалкилирование и синтезы из а-оксидов олефинов. Получаемые продукты (гликоли, эфиры, этаноламины, ПАВ)
Важными реакциями а-оксидов являются реакции присоединения веществ, имеющих достаточно подвижные атомы водорода (Н2О, ROH, ArOH, H2S, HCN, RCOOH). Они могут протекать без катализаторов, при кислотном и основном
112 Методы разделения газов пиролиза, их сравнение. Технологическая схема конденсационно - ректификационного метода.
Абсорбционно-ректификационный метод разделения пирогаза
Для разделения газов пиролиза, содержащих водород, в промышленности используют абсорбционно-ректификационные…
113 Блок схема производства кальценированной соды. Указать реакции протекающие на каждой стадии и условия их проведения.
Раствор поваренной соли насыщают газообразным аммиаком в абсорбционной колонне барботажного типа. Аммонизированный рассол подают в верхнюю часть карбонизационной колонны, а в нижнюю и среднюю ее части с помощью компрессоров…
114 Физико-химические основы процесса аммонизации рассола.
Аммонизированный рассол, т. е. рассол, содержащий аммиак, получают в отделении абсорбции содового завода.
Аммиак в содовом производстве служит дня накопления в рассоле ионов НСО3, необходимых для осаждения NаНСО3…
115 Технологическая схема производства едкого натра известковым способом.
Основной особенностью этой схемы является одновременное проведение реакций гашения извести и каустификации содового раствора в одном аппарате - гасителе-каустификаторе, в котором степень каустификации достигает 75-80%. На гашение извести…
116 Получение жёлтого фосфора технологическая схема
Процесс производства желтого фосфора складывается из следующих основных стадий:
1) подготовка сырья;
2) возгонка фосфора в электрических печах;
3) очистка печного газа от пыли;
4) конденсация фосфора…
117 Жидкие азотные удобрения. Физико-химические свойства и производства.
Безводный аммиак (NH3) - самое концентрированное безбаластное удобрение с содержанием азота 82,3%. Получается сжижением газообразного аммиака под давлением. По внешнему виду это бесцветная жидкость с удельным весом 0,61 при 20°С. При хранении в открытых сосудах
118 Физико- химические основы и технология получения сульфида бария.
Значительное количество сульфида бария образуется по 1 реакции (а). Одновременно с основным химическим процессом идут побочные, в результате, которых в плаве присутствуют примеси карбоната Bа2СО3, тиосульфата Bа2S2О3 и силиката натрия Bа2SO3 и другие соли.
Степень восстановления сульфата бария зависит…
119 Основные характеристические уравнения реальных реакторов
Одним из важнейших показателей, отражающих совершенство химического реактора, является его интенсивность, которая характеризуется количеством целевого продукта, получаемого в единицу времени при заданных условиях с единицы объема (площади) аппарата…
120 Реакторы для осуществления радиационных процессов
Реактор с водой под давлением. В таких реакторах замедлителем и теплоносителем служит вода. Нагретая вода перекачивается под давлением в теплообменник, где тепло передается воде второго контура, в котором вырабатывается пар, вращающий турбину.
121 Основные принципы промышленного оформления ХТП
Химическое производство – это совокупность функциональных подсистем, связанных между собой технологическими, электрическими, транспортными и телекоммуникационными (для информации и управления) линиями связи для совместного функционирования…
122 Характеристика уравнений РИС-П (суть его, вывод)
Реактор идеального смешения периодический – РИС-П – это реактор периодического действия с мешалкой (рис. 6). Перемешивание в таком реакторе настолько интенсивное, что в каждый данный момент времени концентрация реагентов одинакова по всему объему реактора и меняется лишь во времени, по мере протекания химической реакции…
123 Окисление низших парафинов. Катализаторы, механизм процессов. Получаемые продукты
Способность низших парафинов к окислению зависит от длины цепи. Так, в отсутствие катализаторов и при обычном давлении метан начинает окисляться при 420 °С, этан при 285 °С, пропан при 270 °С. С повышением давления начальная температура окисления снижается, например метан при давлении 10 МПа реагирует с кислородом уже при 330 °С…
124. Алкилирование по атому серы. Получаемые продукты
При S-алкировании образуются меркаптаны R-SH. Алкилированию подвергаются сероводород и гидросульфид натрия. Алкилирующие агенты: RCl и алкены…
125 Графическая характеристика РИС-П и РИС-Н
Реактор идеального смешения периодический – РИС-П – это реактор периодического действия с мешалкой (рис. 1). Перемешивание в таком реакторе настолько интенсивное, что в каждый данный момент времени концентрация реагентов одинакова по всему объему реактора и меняется лишь во времени, по мере протекания химической реакции.
126. Вывод характеристического уравнения РИВ
Реактор идеального вытеснения (РИВ) представляет собой трубчатый реактор с большим отношением длины трубки L к ее диаметру d (L/d > 20), в который подаются исходные реагенты, превращающиеся по мере перемещения их по длине реактора в продукты реакции (рис. 7)…
127 Расчет химического реактора (обоснование типа конструкции, суть и порядок расчета).
Классификация реакторов по конструктивным формам корпуса не имеет в основе научных классификационных критериев, но близка к заводским методам группирования реакционных аппаратов (котлы, печи, трубчатки)…
128 Сравнение РИС-Н и РИВ
Реактор идеального вытеснения непрерывного действия
РИВ-Н представляет собой трубчатый аппарат, в котором отношение длины трубы к ее диаметру достаточно велико L/d > 20.
129. Основные способы теплообмена в реакторах
Протекающие в реакторах химические реакции сопровождаются тепловыми эффектами (это тепловые эффекты химических реакций и сопровождающих их физических явлений..
130 Общность и различия реальных реакторов от идеальных
Химический реактор – основной аппарат любого химического процесса:
1) он определяет экономическую эффективность всего технологического процесса
2) определяет конструктивные особенности процесса…
131 Общность и различие аппаратов осуществления термических и термокаталитических вторичных процессов переработки нефти
Термические процессы
а) термический крекинг при повышенном давлении (2,0-4,0 МПа) жидкого (в настоящее время в основном тяжелого) сырья с получением газа и жидких продуктов;
б) коксование тяжелых остатков или высокоароматизированных тяжелых дистиллятов при невысоком давлении (до 0,5 МПа) с получением кокса, газа и жидких продуктов…
132 Определение и функциональное назначение химических реакторов
Химический реактор – основной элемент аппаратурного оформления любой технологической схемы. В нем протекают как химические, так и физические процессы; вместе с тем при его расчете и конструировании необходимо учитывать механические факторы. Поэтому искусство проектирования, конструирования и экономичного управления…
133 Реакторы для производства серной кислоты
При производстве серной кислоты из серного колчедана оптимальными условиями его обжига являются: применение флотационного (обогащенного) колчедана, содержащего в среднем 45% серы в пересчете на сухое вещество; проведение реакции при оптимальной температуре (800 °С)…
134 Реакторы для осуществления полимеризации
При реакциях полимеризации и поликонденсации большое значение имеет чистота мономеров. В случаях полимеризации содержащиеся в них примеси могут ингибировать реакцию, обрывать рост цепи макромолекулы, отравлять катализатор. При поликонденсации примеси могут приводить к побочным реакциям, нарушают эквимолярность соотношения
135 Понятие и назначение химико-технологических систем и химических реакторов как его составной части
Так химическое производство представляет собой совокупность машин, аппаратов и других устройств, связанных между собой трубо-, газо- и паропроводами, а также электрическими, транспортными и телекоммуникационными (для информации и управления)…
136 Основные подходы их применение и характеристики разработки реакторов
Химическим реактором называется аппарат, в котором осуществляются химико-технологические процессы, сочетающие химические реакции с массопереносом.
Основные требования к промышленным реакторам:
– максимальная производительность и интенсивность работы;
– высокий выход продукта и наибольшая селективность процесса…
137 Основные типы электродегидраторов в процессах подготовки нефти
В настоящее время в промышленности используются вертикальные, шаровые и горизонтальные электрические дегидраторы.
Вертикальные (рис. 6) представляют собой вертикальный цилиндрический сосуд с эллиптическими днищами диаметром 3000 мм и высотой 5000 мм, и объемом 30 м3…
138 Общая характеристика газожидкостных реакторов
Реакторы для проведения гетерогенных процессов в системе Г-Ж не имеют характерных особенностей и служат типовой аппаратурой, в которой на химических заводах осуществляют также физические массообменные процессы и операции - физическую абсорбцию и десорбцию, испарение, дистилляцию и ректификацию, промывку газов, теплообмен. В таких же реакторах осуществляют и хемосорбционные процессы…
139 Структура классификации реакторов
По способу организации процесса (способу подвода реагентов и отвода продуктов) реакторы подразделяют на периодические, непрерывнодействующие и полунепрерывные (полупериодические)…
140 Реакторы для проведения газообразных процессов
По гидродинамическому режиму взаимодействия зернистого твердого катализатора с потоком газа каталитические реакторы делят на следующие группы: 1) с неподвижным (фильтрующим) слоем катализатора; 2) со взвешенным (кипящим) слоем катализатора; 3) с непрерывно движущимся катализатором по всей высоте реакционного объема. Этой классификацией…
141 Матмодель РИС-П
Реакторы периодического или полупериодического действия представляют собой, как правило, емкостные аппараты, снабженные мешалками и элементами, обеспечивающими необходимые условия теплообмена (рубашки, змеевики и др.) Для реакционных масс на основе ньютоновских жидкостей с низкой и средней вязкостью…
142 Сравнение реакторов идеального действия с реальными реакторами
Гидродинамика реальных реакторов отличается от идеальных моделей смешения и вытеснения в силу следующих причин:
- Невыполнение условий идеального смешения.
На практике время смешения компонентов в емкостных аппаратах может быть соизмеримо со временем пребывания.
- Отсутствие развитого турбулентного режима…
143 Базовое уравнение расчета реакторов
Основанием для получения уравнения реактора любого типа является материальный баланс, составленный по одному из компонентов реакционной смеси. Составим такой баланс по исходному реагенту A при проведении простой необратимой реакции…
144 Реакторы для проведения химических технологически процессов
Эта группа реакторов, отличающихся прежде всего простотой конструктивного исполнения и, следовательно, высокой эксплуатационной надежностью, получила наиболее широкое распространение в химической, микробиологической и других отраслях промышленности…
145 Сравнение реакторов для гомофазных и гетерофазных процессов
Различают реакторы для гомогенных, гетерогенных и гетерофазных процессов.
Рассмотрим наиболее типичные реакторы для гомогенных процессов. Среди них различают емкостные и трубчатые. Емкостные аппараты – периодические и проточные – снабжены мешалками, конструкции которых разнообразны: пропеллерные (рис. 4), лопастные (б)…
146 Основные типы вулканизаторов
Вулканизационные котлы
Вулканизационные котлы являются в конструктивном отношении простейшим, но в то же время универсальным аппаратом для вулканизации резиновых изделий. В котлах осуществляют вулканизацию рукавных изделий, прорезиненных тканей, резиновой обуви, всевозможных уплотнительных изделий и др…
147. Сравнение характеристических уравнений РИС-П и РИВ
Реакторы смешения – это емкостные аппараты с перемешиванием механической мешалкой или циркуляционным насосом.
Реакторы вытеснения – трубчатые аппараты, имеющие вид удлиненного канала. В трубчатых реакторах перемешивание имеет локальный характер и вызывается неравномерностью распределения скорости потока и ее флуктуациями, а также завихрениями…
148 Физико-химические основы разложения фосфатного сырья
В качестве фосфорсодержащих удобрений в мировой практике используют природные фосфаты и получаемые при их переработке фосфорные соли кальция, аммония, калия, магния.
Наиболее используемыми являются однокомпонентные удобрения (содержащие один питательный элемент) на основе
149 Технологическая схема производства хлорида калия из сильвинита галургическим способом
Примером современного производства хлористого калия является предприятие, перерабатывающее сильвинит верхнекамского месторождения. Схема производства изображена на рис. 44.
Дробленный до крупности 0,25-5 мм сильвинит из солемель-ницы подают в бункеры на склад сырых солей, откуда с…
150. Получение гидроксида бария из хлорида и сульфида бария
Искусственный сульфат бария изготовляют в виде тонкодисперсного порошка следующими способами:
1) осаждением из водных растворов солей бария серной кислотной или сернокислыми солями;
2) обработкой природного барита различными способами…