Вопросы ОХТ часть 1
Все вопросы, размещенные на сайте сделаны цена вопроса 100р
1. Реактор идеального смешения непрерывный. Вывод характеристического уравнения (математическое описание модели).
Реактор идеального вытеснения (РИВ) представляет собой трубчатый аппарат, в котором отношение длины трубы L к ее диаметру d достаточно велико. В реактор непрерывно подаются исходные реагенты, которые превращаются в продукты реакции по мере перемещения их по длине реактора (рис. 2.4).
Гидродинамический режим в РИВ характеризуется тем, что любая частица потока движется только в одном направлении по длине реактора, обратное (продольное) перемешивание отсутствует; отсутствует также перемешивание по сечению реактора. Предполагается, что распределение…
2. Теплоперенос в химических реакторах. Уравнение теплового баланса непрерывного реактора идеального вытеснения в изотермическом режиме.
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.
В изотермических реакторах путем подвода или отвода тепла поддерживается постоянная температура в течение всего процесса…
3. Реакторы для проведения процессов в системе газ-жидкость. Реакторы барботажной группы. Реакторы барботажные змеевиковые. Конструкции. Принцип действия.
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. Используются они как при периодическом, так и при непрерывном процессах обработки жидкостей. Общим признаком для аппаратов этой группы является естественное диспергирование газа при подъеме его пузырей в жидкости…
4. Реакторы для проведения каталитических газо-фазных процессов. Классификация и общие требования.
Проведение каталитических реакций в однородной среде технически легко осуществимо. Аппараты, в которых проводят гомогенные каталитические процессы в газовой фазе, могут быть камерами, колоннами, трубчатыми теплообменниками и т. п. Гомогенное окисление SО2 оксидами азота осуществляется при нитрозном способе производства серной кислоты…
5. Реакторы для проведения каталитических газо-фазных процессов с компактно движущимся слоем катализатора. Конструкция реактора (регенератора). Схема установки. Принцип действия.
Аппараты со взвешенным (кипящим, псевдоожиженным) слоем катализатора применяют взамен аппаратов с фильтрующим слоем. Принцип взвешенного слоя устраняет перечисленные недостатки и позволяет значительно упростить конструкцию контактных аппаратов….
6. Реакторы с неидеальной структурой потоков. Требования предъявляемые к математическим моделям. Ячеечная модель.
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…
7. Оптимальный тепловой режим работы реакторов способы его осуществления
Температурный (тепловой) режим проведения химического процесса, обеспечивающий экономически целесообразную максимальную производительность единицы объема реактора (интенсивность) по целевому продукту, называют оптимальным.
Подход к разработке оптимального температурного режима может быть различным в зависимости от типа химической реакции….
8. Реакторы для проведение процессов газ-жидкость типа колонн с насадкой. Принцип действия.
Насадочные реакторы-колонны, работающие в режиме противотока, обычно применяются для реакций, протекающих в диффузионной области. Поскольку их конструкции практически не отличаются от абсорбционных и ректификационных колонн, а условия работы достаточно подробно освещены в соответствующей литературе, нет необходимости подробно их рассматривать.
Для осуществления химических превращений как в диффузионном, так и в кинетическом режимах применяются колонны с затопленной насадкой…
9. Классификация реакторов с различными тепловыми режимами
Каждый тип реактора может работать в трех режимах: адиабатическом, изотермическом и политропическом.
При адиабатическом режиме в реакторе отсутствует теплообмен с окружающей средой и тепло химической реакции полностью расходуется на изменение температуры реакционной смеси.
При изотермическом режиме путем подвода или отвода тепла в реакторе поддерживают постоянную температуру в течение всего процесса….
10. Расчет теплового баланса периодического реактора идеального смешения в политропическом режиме
Для расчета периодического реактора надо знать его уравнение, позволяющее определить рабочее время ?, необходимое для достижения заданной степени превращения ХA при известной начальной концентрации вещества СА,0 и известной кинетике процесса, т.е. при известной скорости химической реакции rА. Основой для получения уравнения реактора является дифференциальное уравнение, которое может быть преобразовано, исходя из того…
11. Гидродинамические модели реакторов. Модель идеального смешения. Уравнение материального баланса для периодического реактора идеального смешения.
Реактор идеального смешения периодического действия представляет собой аппарат, снабженный перемешивающим устройством. Загрузка реагентов и выгрузка продуктов осуществляется периодически. Материальный баланс реактора периодического действия в соответствии с уравнением…
12. Оптимальный тепловой режим работы реакторов и способы его осуществления.
Температурный (тепловой) режим проведения химического процесса, обеспечивающий экономически целесообразную максимальную производительность единицы объема реактора (интенсивность) по целевому продукту, называют оптимальным.
Подход к разработке оптимального температурного режима может быть различным в зависимости от типа химической реакции…
13. Особенности гетерогенно-каталитических реакций. Классификация газожидкостных реакторов. Общие определения.
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 (например, в производстве соды, минеральных кислот, ряда органических веществ)….
14. Классификация реакторов по временной организации проводимых процессов
По способу организации процесса (способу подвода реагентов и отвода продуктов) реакторы подразделяют на периодические, непрерывнодействующие и полунепрерывные (полупериодические).
В реакторе периодического действия все отдельные стадии протекают последовательно, в разное время. Все реагенты вводят в аппарат до начала реакции, а смесь продуктов отводят после окончания процесса. Продолжительность реакции можно измерить непосредственно, так как время реакции и время пребывания реагентов…
15. Плазмо-химические реакторы (типы, суть)
Плазмохимические реакторы используют для производства газообразных продуктов (ацетилена, оксида азота, дициана, фторуглеродов и т. п.) и порошков функционального назначения (например, пигментного диоксида титана, ультрадисперсного нитрида титана, нитрида кремния и т. п.). Эффективность использования плазмохимического процесса для получения таких продуктов обусловлена механизмом и кинетикой химических и фазовых превращений при высоких температурах, а также возможностью введения энергии непосредственно в реакционный объем…
16. Гидродинамические режимы реакторов
По гидродинамическому режиму (структуре потоков) ректоры делятся на три группы.
Реакторы идеального (полного) перемешивания – аппараты, в которых потоки реагентов мгновенно и равномерно перемешиваются во всем реакционном объеме. Это значит, что состав и температуру реакционной смеси в таком аппарате можно считать одинаковыми во всем его объеме…
17. Взаимосвязь, классификация химических реакторов и химико-технологических процессов
Классификация реакторов по конструктивным формам корпуса не имеет в основе научных классификационных критериев, но близка к заводским методам группирования реакционных аппаратов (котлы, печи, трубчатки).
По конструктивным формам основные типы реакторов группируются следующим образом:
-трубчатые (реакторы типа теплообменника);…
18. Дифференциальное уравнение материального баланса химико-технологического процесса и вывод из него характеристического уравнения РИС-Н.
Реактор смешения периодического действия - аппарат, в который единовременно загружают исходные компоненты, взаимодействующие между собой определенное время, до достижения необходимой степени превращения. Затем полученную смесь выгружают. В таком реакторе состав реакционной массы одинаков во всем объеме и непрерывно изменяется во времени…
19. Основные типы тепловых режимов в реакторах и способы их создания
В уравнении теплового баланса учитываются все тепловые потоки, входящие в реактор и выходящие из него. Такими потоками являются: Qвх - физическая теплота реакционной смеси, входящей в элементарный объем, для которого составляется баланс (входной поток); Qвых - физическая теплота реакционной смеси, покидающей элементарный объем (выходной поток); Qхр - теплота химической реакции (знак теплового эффекта…
20. Конструктивные характеристики химических реакторов (конструкция реакторов).
Классификация реакторов по конструктивным формам корпуса не имеет в основе научных классификационных критериев, но близка к заводским методам группирования реакционных аппаратов (котлы, печи, трубчатки).
По конструктивным формам основные типы реакторов группируются следующим образом:
-трубчатые (реакторы типа теплообменника);…
21. Наиболее простая и явная связь теории химических реакторов и технологических процессов
Собственно совокупность операций и процессов переработки сьфья и материалов в продукты называют технологическим процессом.
Химико-технологический процесс - последовательность процессов целенаправленной переработки исходных веществ в продукт - химических и физико-химических процессов и их сочетаний.
Химический реактор - устройство, аппарат для проведения химических превращений (химических реакций)….
22. Характеристическое уравнение реактора идеального смешения непрерывного действия (РИСН) и его вывод из уравнения материального баланса химико-технологических процессов в дифференциальной форме.
Реактор смешения периодического действия - аппарат, в который единовременно загружают исходные компоненты, взаимодействующие между собой определенное время, до достижения необходимой степени превращения. Затем полученную смесь выгружают. В таком реакторе состав реакционной массы одинаков во всем объеме и непрерывно изменяется во времени….
23. Реакторы ультрозвуковых излучений
На настоящий момент существует большое количество типов ультразвуковых реакторов, отличающиеся друг от друга интенсивностью вводимых в жидкость ультразвуковых колебаний и возможностью или не возможностью проточной обработки [4,6]…
24. Классификационные признаки реакторов
Химические реакторы для проведения различных процессов отличаются друг от друга по конструктивным особенностям, размеру, внешнему виду. Однако несмотря на существующие различия можно выделить общие признаки классификации реакторов, облегчающие систематизацию сведений о них, составление математического описания и выбор метода расчета….
25 Основные подходы к разработке 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…
26 Основные процессы подготовки нефти
На разных стадиях разработки нефтяных месторождений содержание воды в нефти колеблется от практически безводной до 98-99 %. При движении нефти и воды по стволу скважины и трубопроводам происходит их взаимное перемешивание, в результате чего образуются эмульсии…
27 Основные типы реакторов каталитического риформинга
Реакторы каталитического риформинга и гидроочистки. Реакторы для осуществления указанных процессов представляют собой цилиндрические вертикальные аппараты с эллиптическими или полушаровыми днищами, заполненные катализатором. Внутренний диаметр аппаратов достигает 4,5 м, высота слоя катализатора от одного до трех диаметров аппарата…
28. Характеристическое уравнение (его вывод) реактор с продольным перемешиванием (модель одного реактора)
Реактор идеального смешения периодический, называемый сокращенно РИС-П, представляет собой аппарат с мешалкой, в который периодически загружают исходные реагенты (рис. 3.1)….
29. Связь классификаций химических реакторов и химико-технологических процессов (ХТП)
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) линиями связи для совместного функционирования…
30. Каскад реакторов, изучения смешения непрерывного действия (К-РИС-И), назначение и графический метод расчета
Единичный реактор идеального смешения не дает высокой степени превращения, так как концентрация исходных реагентов в нем мгновенно падает до конечного значения. Поэтому применяют ряд последовательно расположенных непрерывных реакторов смешения…
31 Вывод характеристического уравнения реактора идеального смешения непрерывного действия (Рис-Н)
Реактор смешения периодического действия - аппарат, в который единовременно загружают исходные компоненты, взаимодействующие между собой определенное время, до достижения необходимой степени превращения. Затем полученную смесь выгружают…
32. Основные аппараты очистки газов
Устройства для механической очистки газов от твердых частиц
Основное достоинство этих устройств - простота конструкции. Они пригодны, главным образом, для предварительной грубой очистки.
Пылеосадительные камеры. Это наиболее простые устройства для улавливания твердых частиц. Они предназначены для предварительной очистки газов с улавливанием грубодисперсных частиц размером…
33. Классификация и примеры реакторов по фазовому признаку
Режим работы реактора называют стационарным, если протекание химической реакции в произвольно выбранной точке реактора характеризуется постоянством концентраций реагентов и продуктов, скорости и других показателей во времени. В стационарном режиме…
34. Характеристика и характеристическое уравнение реактора идеального вытеснения
Реактор идеального вытеснения (РИВ) представляет собой трубчатый аппарат, в котором отношение длины трубы L к ее диаметру d достаточно велико. В реактор непрерывно подаются исходные реагенты, которые…
35 Основные типы тепловых режимов в реакторах и способы их создания
В уравнении теплового баланса учитываются все тепловые потоки, входящие в реактор и выходящие из него. Такими потоками являются: Qвх - физическая теплота реакционной смеси, входящей в элементарный объем, для которого составляется баланс (входной поток);…
36 Управление простыми необратимыми реакциями. Влияние кинетических (температура, давление, концентрации реагентов, концентрация катализатора) и гидродинамических факторов на скорость простой необратимой реакции.
При повышении температуры скорость химической реакции увеличивается за счет увеличения константы скорости, причем, чем больше энергия активации процесса, тем больше влияние температуры на скорость. Энергия активации эндотермического процесса…
37 Составить и описать технологическую схему производства этиленгликоля гидратацией окиси этилена.
В промышленных установках прямого окисления используются контактные аппараты с неподвижным или с псевдоожиженным слоем катализатора….
38 Описать технологическую схему производства полиэтилена (полипропилена).
Технологический процесс производства полиэтилена высокой плотности в жидкой фазе (суспензионный метод) состоит из следующих основных стадий: приготовление катализатора, полимеризация этилена, выделение, промывка и сушка порошка полимера…
39 Химический реактор. Распределение времени пребывания в проточных реакторах. Функции распределения. Виды входных сигналов и функций отклика. Кривые отклика для РИС-Н, РИВ-Н, К-РИС-Н.
В таком реакторе создается интенсивное перемешивание, поэтому по всему реактора мгновенно устанавливается одинаковая концентрация реагента, равная концентрации на выходе. Резкое…
40 Химический реактор. Применение комбинаций реакторов разных моделей для изменения селективности сложных реакций.
Для сложных процессов об эффективности судят не только по размерам реактора, но и по величине селективности. Для процессов, селективность которых зависит от концентрации реагента…
41. Предмет и содержание ОХТ. Задачи химической технологии как науки. Основные понятия предмета ОХТ. Критерии эффективности химико-технологического процесса.
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;
– минимальные энергетические затраты на перемешивание и транспортировку материалов через реактор…
42. Составить и описать технологическую схему производства бутадиена и изопрена.
Схема производства изопрена и бутадиена приведена на рис. 1. Процесс конденсации проводится в двух последовательно соединенных реакторах. Изобутан-2-метилпропеновая фракция поступает в нижнюю часть второго реактора, куда подается также серная кислота…
43 Химический реактор. Конструкция реакторов. Области применения
По типу конструкции химические реакторы подразделяют на емкостные, колонные, трубчатые.
Емкостные реакторы это полые аппараты, часто снабженные перемешивающим устройством (рис. 1а). Перемешивание газо-жидкостных систем может производиться барботированием…