559 matches
-
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]
-
individual de transfer de masă prin filmul de gaz; kAl - coeficientul individual de transfer de masă prin filmul de lichid; HA - coeficientul lui Henry, este funcție temperatură, de natura gazului și a lichidului; DAl și DBl- coeficienții de difuziune a reactanților A și B în lichid, m2/ s. Ecuațiile (3.97) și (3.98) sunt valabile pentru o reacție instantanee ireversibilă de ordinul doi, dintre un reactant A în fază gazoasă și un reactant B în fază lichidă de forma: produse
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
temperatură, de natura gazului și a lichidului; DAl și DBl- coeficienții de difuziune a reactanților A și B în lichid, m2/ s. Ecuațiile (3.97) și (3.98) sunt valabile pentru o reacție instantanee ireversibilă de ordinul doi, dintre un reactant A în fază gazoasă și un reactant B în fază lichidă de forma: produse lg BA (3.100) Separând variabilele din ecuația (3.96) și integrând se obține pentru înălțimea reactorului tip coloană ecuația:(3.102) Reactoare pentru reactii fluid
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
DAl și DBl- coeficienții de difuziune a reactanților A și B în lichid, m2/ s. Ecuațiile (3.97) și (3.98) sunt valabile pentru o reacție instantanee ireversibilă de ordinul doi, dintre un reactant A în fază gazoasă și un reactant B în fază lichidă de forma: produse lg BA (3.100) Separând variabilele din ecuația (3.96) și integrând se obține pentru înălțimea reactorului tip coloană ecuația:(3.102) Reactoare pentru reactii fluid - fluid 128 Integralele din ecuațiile (3.101
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
coloană ecuația:(3.102) Reactoare pentru reactii fluid - fluid 128 Integralele din ecuațiile (3.101) și (3.102) pot fi rezolvate analitic și grafic. Pentru rezolvarea analitică a integralelor trebuie stabilit locul de desfășurare a reacției chimice, funcție de valorile concentrației reactantului B la cele două extremități ale reactorului. Pot să apară trei situații: 1. CB1 ≥ CB1 critic și CB2 ≥ CB2 critic, figura 3.23 a, - în acest caz reacția chimică are loc la interfață pe toată înălțimea reactorului, iar ecuația vitezei
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
reacția chimică are loc la interfață, m h2 - înălțimea reactorului pe care reacția chimică are loc în interiorul filmului de lichid pe o suprafață, m G Pm TC L - raportul dintre debitele de alimentare cu lichid și gaz; pAx, CBx - concentrațiile reactantului A și B pentru care reacția chimică se deplasează de la interfață în interiorul filmului de lichid. Aceste concentrații se determină analitic sau grafic, figura 3.23 c. Pentru rezolvarea grafică a integralelor din ecuația (3.102) se reprezintă inversul vitezei de
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
reacția chimică se deplasează de la interfață în interiorul filmului de lichid. Aceste concentrații se determină analitic sau grafic, figura 3.23 c. Pentru rezolvarea grafică a integralelor din ecuația (3.102) se reprezintă inversul vitezei de reacție funcție de presiunea parțială a reactantului din faza gazoasă sau de concentrația reactantului din faza lichidă. B. Reacția chimică este determinantă de proces Atunci când reacția chimică este determinantă de proces viteza de reacție se exprimă funcție de unitatea de volum de fluid, iar suprafața specifică a interfeței
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]
-
filmului de lichid. Aceste concentrații se determină analitic sau grafic, figura 3.23 c. Pentru rezolvarea grafică a integralelor din ecuația (3.102) se reprezintă inversul vitezei de reacție funcție de presiunea parțială a reactantului din faza gazoasă sau de concentrația reactantului din faza lichidă. B. Reacția chimică este determinantă de proces Atunci când reacția chimică este determinantă de proces viteza de reacție se exprimă funcție de unitatea de volum de fluid, iar suprafața specifică a interfeței este înlocuită cu fracția de volum a
Reactoare în industria chimică organică. Îndrumar de proiectare by Eugen Horoba, Sofronia Bouariu, Gheorghe Cristian () [Corola-publishinghouse/Science/91785_a_93066]