Головна

Процеси в бінарних твердих і 2-хфазних рідких системах.

До процесів йде за участю твердих фаз зазвичай відносять спікання твердих матеріалів при їх випалюванні. Спікання - це отримання твердих і пористих шматків з дрібних порошкоподібних або пилоподібних матеріалів при високій температурі, недостігающему температуру плавлення компонентів. Процеси спікання відбуваються в реакторах печах (в барабанних обертових або в тунельних печах).

Технологічним процесом, що відбувається за участю реагентів, які перебувають в 2-х або більше рідких фазах відносяться екстрагування, як метод розділення рідких сумішей, емульгування і деемульгірованіе.

Екстрагування відноситься до методів поділу, заснованих на обробці рідких сумішей розчинниками, виборчими по відношенню до окремих компонентів. Екстрагування доцільно застосовувати, якщо суміш важко або неможливо розділити ректифікацією внаслідок близьких температур кипіння, освіти нероздільно-киплячих сумішей і недостатній термічній стійкості компонентів.

Екстрагування прим-ся в нафтопереробці при очищенні нафтопродуктів, в произв-ве аніліну і капрону.

Емульгування - це процес отримання емульсії, т. Е дисперсних систем, що складаються з 2-х змішуються ж-їй, одна з яких розподілена в іншій у вигляді дрібних крапель.

Деемульгірованіе - зворотний емульгуванню процес поділу емульсії на вихідні ж-ти. Прикладом може служити: зневоднення нафти, руйнуванням її емульсії з водою за допомогою ультразвуку.

Реактори для гетерогенних процесів в рідкій фазі забезпечені мішалками різних типів з теплообмінними пристрої вами. Ці реактори працюють при режимі, близькому до повного змішання і подчин-ся закономірностям, характерному для р-ії в гомогенної фазі. У примушує-ти застосовують реактори для несмешивающихся ж-їй періодичного і безперервного дії одиничний і об'єднаний в каскад.

Для рідинного екстрагування використовують також насадок і сітчатие колони з протитечійним рухом ж-ти.

22. реактори для некаталітичного гетерогенних процесів. Система рідина - тверда речовина.

Процеси за участю твердих і рідких реагентів є основою багатьох хім-їх виробництв; до таких процесів належать розчинення, плавлення твердих тіл і кристалізація з розплавів, екстрагування і вилуговування, полімеризація в середовищі рідких мономерів з утворенням твердих високомолекулярних сполук, каталіз в рідкій фазі на твердих каталізаторах. Розчинення твердих в-в в рідини можна умовно розділити на фізичне і хім-е.

Фізичне розчинення, при якому відбувається руйнування лише кристалічної решітки оборотна, т. Е можлива зворотна кристалізація твердого в-ва.

Хім-е необоротне розчинення супроводжувалося ся такого роду взаємодіями розчиненого в-ва з розчинником, при якому змінюється природа розчиненого в-ва і його кристалізація в первісному вигляді неможлива.

Екстрагування або екстракція - це поділ твердих або рідких сумішей, обробка їх розчинниками, в яких компоненти сумішей розчин-ся не однаково. Тверді в-ва екстрагують з суміші органічними р-лям і мінеральними кислотами, лугами та водою. Процеси розчинення, екстрагування, вилуговування найчастіше на практиці супроводжувалося ся кристалізацією з розчинів. Кристалізація служить для поділу в-в з водних розчинів, а також для їх очищення.

Кристалізацію твердих в-в виробляють різними способами пересичення розчинів або в залежності від цих способів розрізняють кілька видів кристалізації:

-політерміческая кристалізація осущ-ся охолодженням насичених розчинів і примен-ся для в-в, розчинність яких при підвищених температурах вище ніж при низьких.

-ізотерміческая кристалізація проводиться випаровуванням води з розчинів при постійній температурі і использ-ся для солей, розчинність яких мало залежить від температури. Іноді кристалізується-ію осущ-ют введенням в розчин в-в, що знижують розчинність основної солі. Такий тип кристалізації наз-ся висолюванням. Реактори в системі рідина - тверде в-во є типову апаратуру в якій проводять физич-ие процеси і хім-ие р-ії.

1. З фільтрує шаром твердого реагенту.

Ідеального витіснення по рідкій фазі ^ v

Адсорбція, іонообмін, вилуговування спеков.

Мала інтенсивність, малі енерговитрати, простота пристрої. Хороша керованість і стійкість в роботі. Одиночний реактор працює періодично, батарея - безперервно. Можливість досягнення високої селективності.

2. З зваженим шаром твердого теагента: а- зі звичайним зваженим шаром, б-з фонтануючим шаром.

Повного змішання - ^ > (а) ^^ в ядрі шару (б)

Адсорбція, іонообмін.

Висока інтенсивність, середні енерговитрати: простота пристрої, безперервність роботи, хороша керованість, можливість - автоматизація процесів.

3. З перемішуючим пристрої вом: а-г механічними мішалками.

Повного змішання прямоток або протитечія

Розчинення екстрагування, вилуговування, полімеризація.

Висока інтенсивність, високі енерговитрати, хороша управл-ть, але недостатня надійність в роботі. Труднощі заміни частин.

4. Б - з пневматичним перемішуванням

Повного змішання прямоток.

Те ж.

Середня інтенсивність, періодичність роботи одного апарату, простота пристрою і надійність в роботі.

5. В - з перемішуванням на полицях

Ідеального витіснення прямоток.

Розкладання твердого реагенту ж-ю (отримання ацетилену з карбіду кальцію)

Мала інтенсивність, складність пристрої і труднощі заміни частин, дорожнеча експлуатації.

6. Г-зі шнеком.

Ідеального витіснення прямоток або протитечія.

Розчинення, вилуговування.

Мала інтенсивність, значні енерговитрати, складність пристрої і безперервність роботи.

7. струменевих змішання (струменево-циркуляційний змішувач)

Повного змішання прямоток.

Розчинення і вилуговування.

Середня інтенсивність, простота пристрої, хороша керованість і стійкість режиму, надійність в роботі, взаємозамінність частин, замкнута циркуляційна схема установки

8. Трубчастий (барабанний)

Ідеального витіснення прямоток.

Кристалізація.

Мала інтенсивність, простота пристрої, надійність і стійкість в роботі безперервного дії.

Реактори з фільтруючим шаром зазвичай складаються з порожнього циліндричного корпусу внизу якого укріплена горизонтально або похило сітчаста або колпачковая тарілка. Іноді прим-ся колостніковая решітка. На тарілці розташований шар пористого твердого матеріалу через яку пропускають ж-ть. Напрямок потоку ж-ти і його швидкість залежать від висоти фільтруючого шару і розмірів гранул. Найчастіше потік ж-ти проходить в реакторі зверху вниз.

Реактори зі зваженим шаром твердого зернистого матеріалу в ж-ти, що працюють безперервно широко прим-ся для процесів адсорбції та іонного обміну при цьому замінюючи малоінтенсивне періодично працюють реактори з фільтруючим шаром.

У реакторів з механічними мішалками, а також з пневматичним перемішуванням тип мішалки опр-ся в'язкістю реакційної суміші. Для ж-їй з незначною в'язкістю прим-ся реактори з пропелерними мішалками, а також реактори з пневматичними мішалками, т. Е перемішування осущ-ся зарахунок барботажа повітря або пара через реакційну масу.

При середньої в'язкості ж-ти прим-ся лопатеві мішалки або мішалки спірального типу. При підвищеній в'язкості реакційного середовища прим-ся реактори з якірними мішалками. Такого типу мішалки витримують великі механічні навантаження.

Реактори зі шнеком є ??корито, в якому на горизонтальному валу оберт-ся спіральний шнек. Пристроями, що перемішують твердий реагент з розчином і транспортує реакційну масу.

Для прискорення процесу розчинення реагенти нагрівають підігрівальні трубами, розташованими з боків шнека, по якій циркулює водяна пара. Ці реактори мають високу продуктивність, але внаслідок малої інтенсивності роботи мають великі розміри. Наприклад діаметр до 4м, довжина до 20м.

Система газ-рідина | Температурний режим реакторів.


Зсув хім-го рівноваги. | Технологічна характеристика твердого каталізатора. | Приготування твердих кат-ів. | Нові напрямки в каталізі. | Класифікація реакторів і режимів їх роботи. | Реактор ідеального витіснення. | Реактор ідеального змішування (РІС) | Каскад реакторів. | Реактори гомогенних процесів. | Реактори для гетерогенних некаталітичного процесів. |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати