1. Максимальная производительность и интенсивность работы.
2. Высокий выход и наибольшая селективность процесса. Они обеспечиваются оптимальными параметрами режима: температурой, давлением, концентрацией исходных веществ и продуктов реакции. Однако, высокий выход продукта часто находится в противоречии с интенсивностью работы реактора. В циклических схемах преимущество отдают интенсивности (т.к. с повышением объёмной скорости степень превращения снижается, тогда как интенсивность процесса возрастает), а в схемах с открытой цепью – высокой степени превращения при наибольшей селективности.
3. Минимальные энергетические затраты на перемешивание и транспортировку материалов, а также наилучшее использование тепла экзотермических реакций или тепла, подводимого в реактор для нагрева реагирующих веществ.
4. Лёгкая управляемость, устойчивость режима и безопасность работы.
5. Низкая стоимость изготовления реактора и его ремонта.
зависит время, затрачиваемое на производство единицы целевого продукта, то главной задачей при расчете химического реактора является установление зависимости:
τ = F(Х, С, U), -
где: τ —время пребывания реагентов в реакторе, X —степень превращения реагентов в целевой продукт, С —начальная концентрация реагентов, U —скорость химического процесса.
Расчет химического реактора состоит из следующих операций:
— исходя из законов термодинамики и гидродинамики определяется направление химического процесса; выявляют условия равновесия, по которым устанавливаются начальные и конечные значения параметров процесса;
— составляют материальный и тепловой балансы реактора;
— по значениям рабочих и равновесных параметров определяют движущую силу процесса и на основе законов кинетики находят коэффициент скорости процесса;
— по полученным данным определяют основные размеры реактора: емкость, площадь поперечного сечения, поверхность нагрева (охлаждения), поверхность фазового контакта и другие характеристики. Расчет ведется по общей зависимости:
где: А — основной размер реактора, m — количество вещества, перерабатываемое в единицу времени, Δ — движущая сила процесса, К— коэффициент скорости процесса.