Общие сведения. Химические реакторы

ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКТОРЫ

Методические указания к лабораторным работам по курсу "Общая химическая технология''

Ярославль 2002

УДК 66.023:681.3:51(07)

МУ 45-02. Химические реакторы: Метод. указания к лабораторным работам по курсу "Общая химическая технология" /Сост.: Л.С. Ряб-чикова, О.В. Уткин; Яросл. гос. техн. ун-т. - Ярославль, 2002. - 27 с.

Приведены методики проведения эксперимента и расчета ос­новных показателей работы лабораторных реакторов смешения пе­риодического и непрерывного» проточного трубчатого реактора.

Предназначены для студентов специальностей 250100. 250300, 250500, 250600, 170500, 320700 дневной и заочной форм обучения.

Рецензенты: кафедра общей химической технологии и электро­химических производств;

И.Е. Булатова, гл. специалист-технолог ООО «Яро­слав проект ЛПК».

© Ярославский государственный технический университет, 2002

Лабораторная работа № 1

ПЕРИОДИЧЕСКИЙ РЕАКТОР ПОЛНОГО СМЕШЕНИЯ

Общие сведения

При небольших объемах производства и разнообразной номенк­латуре выпускаемых продуктов часто используют периодические реакционные устройства, отличающиеся простым аппаратурным оформлением и сравнительно невысокими затратами на их изготов­ление. Работа периодического реактора характеризуется циклично­стью и включает предварительные операции (загрузка реагентов, на­грев исходной смеси, введение катализатора и пр.), собственно хими­ческие превращения и заключительные операции (охлаждение реак­ционной смеси, разделение фаз, выгрузка продуктов реакции и пр.).

Периодические реакторы снабжены перемешивающими устрой­ствами, обеспечивающими усреднение технологических параметров (температуры, концентрации) по всему реакционному объему.

По мере протекания реакции в периодическом реакторе состав реакционной смеси изменяется, могут изменяться и другие парамет­ры, например, температура. Следовательно, периодический реактор работает в нестационарном режиме.

При расчете периодических реакторов используют модель РИС-П (реактор идеального смешения периодический), учитывающую вы­шеуказанные особенности работы реактора.

Производительность периодических реакторов рассчитывают поформуле

где П - производительность реактора;

V_p - объем реактора;

c⁰ - начальная концентрация реагента в загружаемой смеси;

X - степень превращения реагента;

τ_x.p - время проведения химической реакции;

τ_{всп.опер.} - суммарное время вспомогательных операций (предва­рительных и заключительных операций).

При увеличении времени на реакцию возрастает степень пре­вращения реагента, поэтому длядостижения максимальной произво­дительности необходимо исследовать ее зависимость от степени пре­вращения или времени реакции.

Цель работы

1) Ознакомиться с работой периодического реактора полного сме­-
шения на примере реакции второго порядка - омыление этилаце-
тата гидроксидом натрия:

СН₃СООС₂Н₅ + NaOH = CH₃COONa + С₂Н₅ОН

2) Изучить влияние технологического режима на показатели рабо­ты реактора (степени превращения реагентов, производитель­ность).

3) Проанализировать зависимость производительности реактора от степени превращения реагента (времени реакции).

Описание лабораторной установки (рисунок 1)

Из делительных воронок 3 и 4 растворы этил ацетата и гидро-ксида натрия при загрузке подают через трехходовой кран 5 в реак­тор 1. Реактор полного смешения периодического действия пред­ставляет собой цилиндрический стеклянный сосуд, имеющий шту­цер дляотбора проб. Перемешивание осуществляют с помощью магнитной мешалки 2. Отбор смеси на анализ осуществляют пипет­кой с грушей.

За ходом протекания реакции следят по изменению концентра­ции гидроксида натрия.

Опорожнение реактора осуществляют с помощью груши.

Дата добавления: 2015-12-08