دانلود مقاله راکتورهای شیمیایی

اختصاصی از فی دوو دانلود مقاله راکتورهای شیمیایی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

راکتورهای شیمیایی مخازنی هستند که برای انجام واکنش شیمیایی طراحی می شوند . هدف از طراحی راکتور ، دستیابی به بالاترین میزان ارزش خالص برای واکنش داده شده می باشد و تلاش می شود تا راکتور طراحی شده این مهم را به انجام برساند .

به صورت کلی دو نوع مخرن اصلی برای استفاده به عنوان راکتور وجود دارد :

1- تانک

2- لوله

          هر دو نوع مخزن به صورت پیوسته و یا ناپیوسته به کار برده می شود . عموماً راکتورها در شرایط پایدار به کار گرفته می شوند ، اما می توان از آن ها در شرایط ناپایدار نیز استفاده کرد . زمانی که راکتور برای اولین بار وارد مدار می شود ( بعد از تعمیرات یا خارج از شدن از فرایند ) ممکن است شرایط عملیاتی در این حالت ناپایدار باشد ، جایی که مهم ترین عامل یا به تعبیری دیگر متغیر کلیدی فرایند که در بسیاری از موارد غلظت است ، با زمان تغییر می کند .

          در هر نوع راکتور می تواند یک یا بیشتر  ، ترکیب جامد قرار گیرد ( این جامدات می تواند به صورت معرف ، کاتالیست یا مواد ورودی باشند ) اما واکنش دهنده ها و محصولات الزاماً باید به صورت گاز یا مایع باشند .

          رآکتورها به صورت های زیر طبقه بندی می شوند :

1- تقسیم بندی براساس مرحله

2- تقسیم بندی از لحاظ جریان

3- تقسیم بندی از لحاظ نحوه عملکرد

4- تقسیم بندی از لحاظ ساختمان

1-2- تقسیم بندی راکتور براساس مرحله

1-2-1- راکتورهای مرحله ای

            در این نوع رآکتورها شرایط در تمام حجم سیستم به صورت یکنواخت باقی می ماند . اگر از هر نقطه رآکتور نمونه برداری شود ، از نظر ترکیب نسبی و دما یکسان و هیچ تفاوتی با بقیه نقاط ندارد و موازنه جرم و انرژی در تمام راکتور برقرار می شود .

1-2-2- راکتورهای دیفرانسیلی

            شرایط در هر نقطه از راکتور یکسان نبوده و به صورت دیفرانسیلی تغییر می کند . این شرایط ممکن است با زمان تغییر ننماید ، ولی از هر نقطه به نقطه دیگر متفاوت باشند . برای برقراری موازنه جرم و انرژی باید یک جزء دیفرانسیلی در نظر گرفته شود .

          تفاوت راکتورهای مرحله ای و دیفرانسیلی این است که در راکتورهای دیفرانسیلی بین غلظت ورودی و خروجی ، تمام مقادیر در اختیار است ولی در راکتورهای مرحله ای نمی توان غلظت را به طور پیوسته داشت و غلظت به طور پله ای تغییر می کند .

1-3- تقسیم بندی راکتور براساس نوع جریان

            در داخل راکتورها جریان مواد به دو دسته کلی قالبی و همزده تقسیم می شوند .

در راکتورهایی با جریان قالبی حرکت مواد ، حرکت آب در داخل لوله است که در مسیر حرکت به صورت یکنواخت و با سرعتی ثابت جریان دارد . در طول راکتور به تدریج غلظت مواد اولیه کاهش یافته و غلظت محصولات افزایش می یابد . حرکت مواد در راکتورهایی با جریان همزده همانند جریان آب درون لیوان در حال پر شدن است که به علت تولید گردابه ها چرخش کمی را در سیال درون لیوان ایجاد می کند .

          در راکتورهایی با جریان همزده ، این چرخش با همزدن یا با استفاده از جریان برگشتی ایجاد میشوند تا به غلظت یکنواختی از مواد برسند .

          با توجه به حجم کم و هزینه ساخت پائین تر ، برای یک واکنش معین ، استفاده از یک راکتور با جریان قالبی نسبت به راکتور با جریان همزده ، معمولاً اولین انتخاب راکتور با جریان قالبی است . در بعضی از واکنش ها شرایطی از قبیل ضرورت یکنواختی در غلظت و گرمای واکنش در نقاط مختلف ظرف ، ایجاب میکند که از راکتور با جریان قالبی استفاده شود . به عبارت دیگر علاوه بر هزینه ساخت ، شرایط و نوع واکنش نیز تاثیر بسزایی در انتخاب نوع راکتور دارند . برای داشتن حداکثر میزان تبدیل واکنش دهنده ها به محصولات از راکتوری با جریان قالبی استفاده می شود .

حجم Plug < حجم Mixed

هزینه Plug < هزینه Mixed

در بسیاری از موارد برای افزایش بهره وری ، کل مواد خروجی از راکتور به عنوان محصول خارج نمی وشند بلکه بخشی از آن به صورت جریان برگشتی دوباره به داخل راکتور وارد می شود . در واقع مواد اولیه ای که فرصت لازم برای تبدیل شدن به محصولات را پیدا نکرده اند با جریان برگشتی به داخل راکتور بر میگردد که این امر باعث بالا رفتن میزان تبدیل مواد می شود . علاوه بر این ، حریان برگشتی باعث ایجاد یکنواختی دما در داخل راکتور می شود .

          اگر میزان جریان برگشتی به داخل راکتور با جریان قالبی زیاد باشد ، عملاً عمل کرد این راکتور به صورت راکتوری با جریان همزده می شود . همچنین اگر تعداد زیادی راکتور با جریان همزده به صورت پشت سر هم وصل شوند ، رفتار سیستم همانند یک راکتور با جریان قالبی با حجمی برابر حجم کل راکتورهای پشت سر هم خواهد بود ، ولی اگر تعداد زیادی راکتور قالبی به صورت پشت سر هم وصل شود ، رفتار کلی سیستم به صورت قالبی باقی خواهد ماند و مانند حالتی خواهد بود که یک راکتور قالبی بزرگتر در اختیار باشد که معمولاً این حالت در صنعت متداول نیست .

          در جریان قالبی سرعت کلیه ذرات یکسان است . هیچ ذره ای از ذره دیگر سبقت نمی گیرد و عب هم نمی ماند . هیچ گونه تداخلی هم در جریان ها وجود ندارد . ولی در بیشتر موارد الگوی جریان متفاوت است . دلیل این است که همواره در جهت حرکت سیال یک جریان برگشتی ( معکوس ) وجود دارد . حرکت معکوس سیال ، پس آمیزی یا اختلاط متقابل نامیده می شود .

شامل 81 صفحه فایل word قابل ویرایش