Основные требования к промышленным реакторам

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.