562 matches
-
E Industria chimică valorifică deplin și eficient materiile prime, sporindu-le valoarea prin transformări fizice și chimice în produse utile, în condiții de siguranță și eficiență economică. Instalația chimică este formată dintr-un ansamblu de aparate și utilaje care pregătesc reactanții, îi transformă în produsul dorit și prelucrează în aval de reactor produsele de reacție (separări, purificări, condiționări etc.). In acest ansamblu, elementul esențial și caracteristic este reactorul chimic, spațiul organizat adecvat pentru desfășurarea optimă a reacțiilor chimice și proceselor fizice
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
bibliografice prezintă interes și pentru specialiștii din cercetare, proiectare și producție. Autorii LISTA DE NOTATII PRINCIPALE A - suprafața de transfer de căldură, m2; Areactantul din specia A; a - suprafața specifică, m2/m3; a - coeficient de difuzivitate termică, m2/s; B - reactantul din specia B; Cconcentrație, kg/m3 sau kmol/m3; cp - căldura specifică, J/kg·K; D - coeficient de difuziune, m2/s; D, d - diametru, m; Ea - energie de activare, J/mol; F - factor geometric; ffracție de volum, m3/m3; G
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
cu modificarea stării de agregare în condiții izobar - izoterme. Cantitatea de căldură cedată de 1 kg de abur supraîncălzit este: (2.1) Aburul supraîncălzit se folosește ca agent termic în cazul reacțiilor catalitice endoterme sau pentru reducerea presiunii parțiale a reactanților în reactor. Dacă transportul aburului se realizează pe distanțe mari, se preferă folosirea aburului ușor supraîncălzit pentru a evita condensarea acestuia datorită pierderilor de căldură. * Aburul uzat este rezultat dintr-un motor cu piston sau din turbină după ce a efectuat
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
FLUID - FLUID 3 x După forma constructivă: - reactoare tip cameră de reacție; - reactoare tip coloană de reacție;reactoare tip schimbător de căldură;reactoare tip cuptor ( sobă de reacție). x După numărul fazelor prezente în reactor:reactoare pentru reacții omogene, când reactanții constituie o singură fază;reactoare pentru reacții eterogene, când reactanții constituie două sau mai multe faze: reactoare pentru reacții eterogene fluid -fluid; reactoare pentru reacții fluid- solid catalitice; reactoare pentru reacții fluidsolid necatalitice. x După continuitatea procesului: - reactoare discontinue; - reactoare
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
de reacție; - reactoare tip coloană de reacție;reactoare tip schimbător de căldură;reactoare tip cuptor ( sobă de reacție). x După numărul fazelor prezente în reactor:reactoare pentru reacții omogene, când reactanții constituie o singură fază;reactoare pentru reacții eterogene, când reactanții constituie două sau mai multe faze: reactoare pentru reacții eterogene fluid -fluid; reactoare pentru reacții fluid- solid catalitice; reactoare pentru reacții fluidsolid necatalitice. x După continuitatea procesului: - reactoare discontinue; - reactoare continue; - reactoare semicontinue. x După tipul de amestecare al reactanților
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
reactanții constituie două sau mai multe faze: reactoare pentru reacții eterogene fluid -fluid; reactoare pentru reacții fluid- solid catalitice; reactoare pentru reacții fluidsolid necatalitice. x După continuitatea procesului: - reactoare discontinue; - reactoare continue; - reactoare semicontinue. x După tipul de amestecare al reactanților:reactoare cu amestecare perfectă: discontinue, continue, semicontinue; - reactoare cu deplasare totală. Proiectarea reactoarelor chimice se face pe baza unor date strict necesare care sunt furnizate de procesul tehnologic sau se găsesc în literatura de specialitate. Datele strict necesare pentru proiectarea
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
date de proces sau date generale, date despre viteza de reacție sau date specifice și informații privind tipul de reactor potrivit desfășurării procesului. Datele de proces cuprind următoarele informații: x capacitatea de producție; x tipul și starea de agregare a reactanților și produselor de reacție; x tipul de reacție: termică sau catalitică; x parametrii de desfășurare a procesului: temperatură, presiune etc; x modul de operare a reactorului din punct de vedere al continuității; x modul de operare a reactorului din punct
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
de staționare din reactor, date asupra sistemului de agitare etc. Alegerea tipului de reactor, pentru o reacție chimică dată presupune cunoașterea următoarelor informații: x date cinetice referitoare la reacția chimică; x date privitoare la proprietățile fizice ale participanților la reacție: reactanți, produse, solvenți, catalizatori etc; x date referitoare la producția impusă prin tema de proiectare, la puritatea produsului etc. x date privind transferul de căldură și de masă; x conversia și selectivitatea procesului. La alegerea reactorului se vor avea în vedere
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
construit dintr-o virolă cilindrică și două capace elipsoidale. La partea inferioară, fundul este fixat prin sudură de corpul aparatului, iar la partea superioară, capacul este în general demontabil, prins cu ajutorul flanșelor. Pe capacul aparatului se află racorduri pentru introducerea reactanților, gură de vizitare și/sau vizor, sistemul de agitare și o serie de racorduri pentru teacă de termometru, manometru etc. Pe fundul aparatului se montează racordul pentru evacuarea masei de reacție. In interiorul aparatului se află sistemul de agitare, de
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
ecuația (3.1). Reactoare în industria chimică organică 65 3.1.1.2. Determinarea diametrului reactorului Cunoscând producția pe șarjă, reacțiile chimice care stau la baza obținerii produsului și randamentele transformărilor chimice, din bilanțul de materiale se calculează volumul de reactanți care se introduc în reactor, respectiv volumul util al reactorului. Volumul reactorului se calculează din volumul util folosind relația: (3.8) Vu - volumul util, respectiv volumul masei de reacție, m3; x - coeficient de umplere care are valorile: 0,7 0
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
În figura 3.11 se prezintă variația temperaturii masei de reacție funcție de timp într-un reactor discontinuu. În forma generală, bilanțul termic total este dat de ecuația:(3.38) în care: i rQ - fluxul de căldură adus în reactor de reactanți, W; i RQ - fluxul de căldură adus de masa reactorului, W; I ATQ - fluxul de căldură adus de agentul termic, W; f rnQ - fluxul de căldură scos de reactanții netransformați, W; f prQ - fluxul de căldură scos de produsele de
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
în care: i rQ - fluxul de căldură adus în reactor de reactanți, W; i RQ - fluxul de căldură adus de masa reactorului, W; I ATQ - fluxul de căldură adus de agentul termic, W; f rnQ - fluxul de căldură scos de reactanții netransformați, W; f prQ - fluxul de căldură scos de produsele de reacție, W; f RQ - fluxul de căldură scos de masa reactorului, W; F ATQ - fluxul de căldură scos de agentul termic, W; rQ - fluxul de căldură generat sau absorbit
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
f RQ - fluxul de căldură scos de masa reactorului, W; F ATQ - fluxul de căldură scos de agentul termic, W; rQ - fluxul de căldură generat sau absorbit în urma reacției, W; pfQ - fluxul de căldură rezultat în urma unor procese fizice (dizolvarea reactanților solizi, diluarea unor reactanți) W; pQ - fluxul de căldură pierdut în mediul înconjurător, W. Separând termenii se determină debitul de agent termic pentru fiecare fază a procesului tehnologic. Dacă reactanții care se introduc în reactor sunt, în condiții normale, în
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
căldură scos de masa reactorului, W; F ATQ - fluxul de căldură scos de agentul termic, W; rQ - fluxul de căldură generat sau absorbit în urma reacției, W; pfQ - fluxul de căldură rezultat în urma unor procese fizice (dizolvarea reactanților solizi, diluarea unor reactanți) W; pQ - fluxul de căldură pierdut în mediul înconjurător, W. Separând termenii se determină debitul de agent termic pentru fiecare fază a procesului tehnologic. Dacă reactanții care se introduc în reactor sunt, în condiții normale, în stare lichidă, solidă sau
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
pfQ - fluxul de căldură rezultat în urma unor procese fizice (dizolvarea reactanților solizi, diluarea unor reactanți) W; pQ - fluxul de căldură pierdut în mediul înconjurător, W. Separând termenii se determină debitul de agent termic pentru fiecare fază a procesului tehnologic. Dacă reactanții care se introduc în reactor sunt, în condiții normale, în stare lichidă, solidă sau gazoasă atunci fluxul de căldură pe care îl aduc în reactor va fi dată de relația: (3.39) în care: mi - debitul de reactant i care
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
tehnologic. Dacă reactanții care se introduc în reactor sunt, în condiții normale, în stare lichidă, solidă sau gazoasă atunci fluxul de căldură pe care îl aduc în reactor va fi dată de relația: (3.39) în care: mi - debitul de reactant i care se introduce în reactor, kg/s cpi - căldura specifică a reactantului i, J/ kg·K ti - temperatura reactantului i la intrarea în reactor, oC Reactanții care în condiții normale sunt în stare lichidă, dar se introduc în reactor
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
stare lichidă, solidă sau gazoasă atunci fluxul de căldură pe care îl aduc în reactor va fi dată de relația: (3.39) în care: mi - debitul de reactant i care se introduce în reactor, kg/s cpi - căldura specifică a reactantului i, J/ kg·K ti - temperatura reactantului i la intrarea în reactor, oC Reactanții care în condiții normale sunt în stare lichidă, dar se introduc în reactor în stare de vapori conțin căldură suplimentară. Fluxul de căldură adus în reactor
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
de căldură pe care îl aduc în reactor va fi dată de relația: (3.39) în care: mi - debitul de reactant i care se introduce în reactor, kg/s cpi - căldura specifică a reactantului i, J/ kg·K ti - temperatura reactantului i la intrarea în reactor, oC Reactanții care în condiții normale sunt în stare lichidă, dar se introduc în reactor în stare de vapori conțin căldură suplimentară. Fluxul de căldură adus în reactor se va calcula cu una din relațiile
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
reactor va fi dată de relația: (3.39) în care: mi - debitul de reactant i care se introduce în reactor, kg/s cpi - căldura specifică a reactantului i, J/ kg·K ti - temperatura reactantului i la intrarea în reactor, oC Reactanții care în condiții normale sunt în stare lichidă, dar se introduc în reactor în stare de vapori conțin căldură suplimentară. Fluxul de căldură adus în reactor se va calcula cu una din relațiile: - pentru vapori saturați:(3.40) - pentru vapori
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
termic. Fluxul de căldura degajat sau absorbit în urma reacției chimice se calculează cu relația: (3.43) în care: T RH - efectul termic al reacției la temperatura de lucru, J/ kg sau J/mol n - numărul de kilograme sau moli de reactant limitant care au reacționat în unitatea de timp, kg/s sau moli/ s. Pentru efectuarea calculelor în ingineria chimică are o deosebită importanță variația efectului termic al reacțiilor chimice cu temperatura și presiunea. Influența presiunii este apreciabilă în cazul reacțiilor
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
specifice cu temperatura, J/mol·K Efectul termic al reacției chimice reprezintă diferența dintre suma căldurilor de formare ale substanțelor finale și suma căldurilor de formare ale substanțelor inițiale: (3.45) (3.46) în care: i, j - coeficienții stoechiometrici ai reactanților și respectiv produselor de reacție; Hf - căldura de formare a substanței, J/mol cp - căldura specifică molară, J/mol·K Variația căldurilor specifice ale substanțelor organice și anorganice cu temperatura se exprimă sub formă de polinoame de puteri ale temperaturii
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
carbon și hidrogen către atomul de oxigen. Cantitatea de căldură care se degajă prin deplasarea unui electron de la atomul de carbon sau hidrogen către atomul de oxigen este de 109,02 kJ ( regula lui Karash). În cazul când unul din reactanți este în fază solidă poate avea loc un proces de dizolvare în reactor. Căldura dezvoltată sau absorbită prin dizolvare se poate calcula cu relația: dsqmQ (3.53) în care: Reactoare în industria chimică organică 93 ms - masa de substanță solidă
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
prin uniformitatea compoziției și a proprietăților amestecului în întregul volum al masei de reacție. Din punct de vedere constructiv reactorul continuu tip autoclavă este identic cu reactorul discontinuu tip autoclavă, diferă numai modul de operare, figura 3.18. Variația concentrației reactanților în timp și pe lungimea reactorului are loc în treaptă de la concentrația inițială la concentrația finală, figura 3.19. Pentru proiectarea reactoarelor cu funcționare continuă este util să se exprime legătura dintre debitul de alimentare și volumul reactorului, cu ajutorul timpului
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
realizează transferul de căldură, ecuația 3.37. 3.2.2. PROIECTAREA REACTOARELOR TIP COLOANĂ Proiectarea reactoarelor tip coloană depinde de modelul de curgere a fazelor, de viteza relativă a reacției chimice față de transferul de masă și de solubilitatea reciprocă a reactanților. La proiectarea acestor reactoare se urmărește determinarea diametrului și a înălțimii. 3.2.2.1. Determinarea diametrului reactorului În reactoarele tip coloană pentru reacții eterogene fluid - fluid există două faze care circulă în contracurent sau echicurent. Diametrul reactorului se calculează
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
80 ÷ 90 % din viteza maximă. 3.2.2.2. Determinarea înălțimii reactorului Pentru a determina înălțimea reactorului trebuie să se combine ecuația vitezei de reacție cu ecuația bilanțului de materiale. Ecuația de bilanț servește pentru a corela concentrațiile variabile ale reactanților în interiorul reactorului. Pentru calculul înălțimii folosim următoarele notații: G - debitul molar specific de inert din faza gazoasă, kmol/ m2·h L - debitul molar specific de inert din faza lichidă, kmol/ m2·h G - debitul molar specific al fazei gazoase, kmol
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]