Химический реактор

В зависимости от условий протекания реакций и технологических требований реакторы делятся:

• реакторы для реакций в гомогенных системах и в гетерогенных системах
• реакторы низкого, среднего и высокого давления
• реакторы низкотемпературные и высокотемпературные
• реакторы периодического, полунепрерывного и непрерывного действия

Цель работы реактора – выработка конечного продукта из исходных компонентов при соблюдении требований максимальной эффективности процесса:

• создание устойчивого и стабильного режима проведения реакции
• высокие энергетические показатели
• минимальная стоимость реактора
• простота работы и ремонта

Химические реакторы внутренним объёмом до 10 литров применяются в основном в лабораториях в исследовательских целях и в пилотных установках.

Реакторы объемом от 100 литров работают в химической, фармацевтической, целлюлозной, парфюмерной промышленности и других. Химические реакторы используются для ведения различных химических реакций, испарения, кристаллизации, плавления и гомогенизации исходных компонентов или продуктов реакции.

Процессы, протекающие в химических реакторах, могут быть описаны в рамках нескольких идеальных моделей:

• идеального смешения, где концентрация целевого продукта мгновенно скачкообразно меняется от начальной до установившейся в реакторе
• идеального вытеснения, где движущийся поток можно представить в виде нескольких несмешивающихся друг с другом объемов и характер движения их поршнеобразный
• однопараметрическая диффузионная модель - где допускается диффузионное движение вещества навстречу потоку (обратное перемешивание); при этом предполагается, что параметры реактора по радиусу аппарата не изменяются
• двухпараметрическая диффузионная модель - где учитывается изменение параметров не только по направлению движения потока, но и в радиальном направлении, и допускается диффузия как в продольном, так и в радиальном (поперечном) направлении
• ячеечная модель - поток представляется в виде совокупности ячеек, в каждой из которых происходит идеальное смешение, а между ними массообмен отсутствует

Учёными РТУ МИРЭА разработана математическая модель для анализа стационарных состояний проточного реактора идеального смешения с внешним теплообменом. Методика базируется на уравнениях материального и теплового баланса и позволяет предсказывать возможные режимы работы до физического запуска оборудования^[1][2][3].