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连续操作实验室反应釜式反应器工艺计算

来源: 时间:2013-09-09 13:59:49 浏览次数:

在搅拌良好的实验室反应釜式反应器内进行连续操作,可近似地看成是理想连续实验室反应釜式反应器。它可以单实验室反应釜操作,也可以多实验室反应釜串联操作—多段连续实验室反应釜式反应器。
在搅拌良好的实验室反应釜式反应器内进行连续操作,可近似地看成是理想连续实验室反应釜式反应器。它可以单实验室反应釜操作,也可以多实验室反应釜串联操作—多段连续实验室反应釜式反应器。由于连续操作,产品质量稳定,易于自动控制,节省劳动力,比较适合于大规模生产。
理想连续实验室反应釜式反应器内,物料达到了完全的混合,温度、浓度、反应速率等处处均一,不随时间改变,并与出料的浓度、温度相同。由于这一特点,新鲜原料一进人反应器,瞬间之内即与实验室反应釜内物料完全混合,反应物浓度立即被稀释至出料时的浓度,整个化学过程都在较低的反应物浓度下进行。与理想管式流动反应器相比,相同温度下进行相同的反应,达到同样转化率时,理想管式流动反应器内反应物浓度是由高到低逐渐变化的,反应速率也由大逐渐变小,出口处反应速率。而理想连续实验室反应釜式反应器内整个反应过程的反应速率不变,都与理想管式流动反应器出口处反应速度相同。由此清楚看出,为完成同样的反应,达到相同的转化率,理想连续实验室反应釜式反应器需要的反应时间大于理想管式流动反应器的反应时间,或者说,为完成相同产量,理想连续实验室反应釜式反应器所需体积大于理想管式流动反应器所需体积。
连续实验室反应釜式反应器采用多段串联操作,可以对上述缺点有所克服。例如一个体积为VR的理想连续实验室反应釜式反应器,以三个体积各为VR/3的理想实验室反应釜式反应器串联操作代替之,当二者的反应物初始浓度、终了浓度和反应温度相同时,多段连续实验室反应釜式反应器内只有第三台的反应物浓度CA3与原来体积为VR的连续实验室反应釜式反应器内的浓度CAF相同,而其余二台的浓度均较之为高,
由此可见,以三段串联操作,较单段操作时反应速度可以加快,因而完成同样的反应,体积相同时,三段串联操作处理量可能增加,反之,如果处理量相同,三段串联操作反应器的体积可以减小。也可推知,串联的段数越多,反应器内反应物浓度的变化越接近理想管式流动反应器。当段数为无穷多时,多段理想连续实验室反应釜式反应器内的浓度变化与理想管式流动反应器内相同,为完成相同的任务,二者所需的体积相等。但随着段数的增多而造成设备投资和操作费用的增加将超过因反应器总体积减小而节省的费用,因此,实际采用的段一般不超过四段。
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