химический каталог




НЕПРЕРЫВНЫЕ И ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

НЕПРЕРЫВНЫЕ И ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ в химической технологии. При периодической процессах (П. п..) все стадии осуществляются последовательно в одном аппарате, при непрерывных процессах (Н. п.) - одновременно в разных аппаратах. Известны также комбинир. процессы. К ним относятся НЕПРЕРЫВНЫЕ И ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ п., отдельные стадии которых проводятся периодически (полунепрерывные процессы), либо П. п., когда некоторые стадии протекают непрерывно (полупериодической процессы). Т. называют степень непрерывности процесса определяется отношением t/Dt, где t-время, необходимое для завершения всех стадий процесса от момента загрузки исходных материалов до выгрузки готовых продуктов; Dt-период процесса, т.е. время от начала загрузки исходных материалов данной партии до начала загрузки исходных материалов следующей партии. Для П. п. Dt > 0, t/Dt < 1; для НЕПРЕРЫВНЫЕ И ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ п. Dt 0, t/Dt. Движущая сила любого процесса -разность между предельным числовым значением к.-л. параметра и действительным его значением, например для химический процессов-разность между равновесной а и рабочей х концентрациями к.-л. реагента.

Непрерывно действующие аппараты в зависимости от характера изменения параметров подразделяют на аппараты идеального вытеснения, идеального смешения и про межут. типа (основные группа реально функционирующих пром. аппаратов). В аппаратах первого типа в ходе процесса концентрация реагента (а следовательно, и движущая сила) монотонно снижается (рис. 1,a); одновременно уменьшается скорость процесса, а также производительность аппарата; средняя движущая сила определяется как средняя логариф-мич. величина.

В аппарате идеального смешения концентрация изменяется практически мгновенно и движущая сила на протяжении всего процесса остается постоянной и равной своему конечному и, значит, наименьшему значению (рис. 1,б). В аппаратах периодической действия движущая сила процесса и, следовательно, его скорость монотонно падают. Характер изменения концентрации в аппарате обусловливает не только скорость процесса и производительность единицы объема аппарата, но и селективность процесса. Так, если в результате взаимодействие компонентов получается целевой продукт X, который далее может превращаться в нежелат. продукты Y и Z, то количество X будет тем меньше, чем больше отличается характер изменения движущей силы в данном аппарате от характера ее изменения в аппаратах идеального вытеснения и периодической действия. Осуществление процессов в аппаратах идеального смешения и промежуточные типа (рис. 1,в) способствует образованию Y и Z и, т. обр., определяет в целом более низкую селективность, чем в аппаратах идеального вытеснения.




Рис. 1. Зависимость концентрации реагента от времени t (или длины аппарата l) в аппаратах непрерывного действия: а-для аппарата идеального вытеснения; б-для аппарата идеального смешения; в-для аппарата промежуточного типа; xн и хк-начальная и конечная концентрации реагента; х»н-рабочая концентрация с учетом частичного смешения; Dxср-средняя движущая сила процесса.

Отношение движущих сил в аппаратах идеального смешения и вытеснения, равное отношению времен завершения процесса в аппаратах идеального вытеснения и идеального смешения соответственно, называют концентрационным кпд химический-технол. аппарата.

Непрерывно действующий аппарат промежуточные типа-сложная гидравлич. система. Однако его можно представить как группу (каскад) последовательно соединенных аппаратов идеального смешения. При этом число псевдосекций в каскаде п (основные характеристика аппарата) и прочие параметры процесса вычисляются с помощью законов формальной кинетики или определяются экспериментально по вымыванию вещества-метки (см. Трассёра метод). Для определения п строят график (рис. 2), на котором вычерчивают также теоретич. кривые, отвечающие уравению


где п = 1, 2, 3 и т.д., и находят такое значение п, при котором теоретич. и эксперим. кривые накладываются. Концентрац. кпд в случае каскада аппаратов идеального смешения увеличивается с возрастанием числа секций (числа аппаратов) в каскаде и уменьшается с увеличением степени превращения компонентов и порядка реакции.

Преимущества НЕПРЕРЫВНЫЕ И ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫп. по сравнению с П. п.: возможность повышения производительности единицы объема аппаратуры в результате исключения вспомогат. стадий (загрузка

исходных материалов и выгрузка готовых продуктов); устойчивость режимов проведения; более полное использование подводимой или отводимой теплоты при отсутствии перерывов в работе аппаратов; возможность рекуперации теплоты (например, отходящих газов); более высокое качество продукции; большая компактность оборудования и соответственно меньшие капитальные и эксплуатационных расходы (на обслуживание, ремонт и т.д.); возможность более полной механизации и значительно более легкая автоматизация управления. Однако в ряде случаев П. п. более целесообразны. Так, для четкого разделения многокомпонентной системы достаточно одной периодически действующей ректификац. колонны (см. Ректификация), а для того же разделения непрерывным методом потребуется (п — 1) колонн, где n-число компонентов в смеси; др. пример - возможность достижения иногда (при коксовании и т.п.) более высокого качества продукции.


Рис. 2. Зависимость С/С0 от t/t0 (где С0-начальная кон центрация метки, С- концентрация метки в момент времени t, t0 - время идеального вытеснения метки): 1-n=1; 2-n=4; 3-n.

Многотоннажные производства обычно организуют с применением НЕПРЕРЫВНЫЕ И ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫп. В малотоннажных производствах (в т.ч. опытных), характеризующихся разнообразием ассортимента, благодаря возможности обеспечения большей гибкости в использовании оборудования при меньших капитальных затратах П.п. часто более эффективны, чем НЕПРЕРЫВНЫЕ И ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫп. (например, в производствах лакокрасочных материалов, реактивов, катализаторов). См. также Структура потоков.

Литература: Касаткин А. Г., Основные процессы и аппараты химической технологии, 9 изд., М., 1973, с. 13-15; Плановский А. НЕПРЕРЫВНЫЕ И ПЕРИОДИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, Николаев П. И., Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии, 3 изд., М., 1987, с. 12-26.

Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
компьютерные курсы для начинающих в зао
дачный поселок киевское направление газ вода
декорирование
непобедимая и легендарная. ансамбль им. александрова билеты

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)