جستجو در تالارهای گفتگو

رآكتور (Reactor) چكيده: راكتور يك ظرف يا محفظه با شكل هاي مختلف مي باشد كه در آن واكنش شيميايي صورت مي گيرد و در آن مواد ورودي به محصولات تبديل مي شوند. راكتورها از لحاظ عملكردشان به گروههاي ريز تقسيم بندي مي شوند: راكتورهاي ناپيوسته ، راكتورهاي نيمه پيوسته ، راكتور هاي مخلوط شونده ، راكتورهاي لوله اي و راكتورهاي بستر سيال تقسيم بندي مي شوند. واكنش هاي شيميايي كه در داخل راكتور صورت مي گيرند به دو دسته كلي متجانس Homogenous و نامتجانس Heterogeneous تقسيم بندي مي شوند. سه پارامتر مهمي كه جهت توصيف عملكرد راكتور مورد استفاده قرار مي گيرد عبارتند از:درصد تبديل Conversion، انتخاب پذيري Selectivity، بازده راكتور Yield مقدمه: راكتور يك ظرف يا محفظه با شكل هاي مختلف مي باشد كه در آن واكنش شيميايي صورت مي گيرد و در آن مواد ورودي به محصولات تبديل مي شوند: كه به دو دسته پليمري و غيرپليمري تقسيم مي شوند. واكنش هاي شيميايي كه در داخل راكتور صورت مي گيرند به دو دسته كلي متجانس (Homogenous) و نامتجانس (Heterogeneous) تقسيم بندي مي شوند. واكنش هاي متجانس واكنش هايي هستند كه در آن تمام تركيب شوندگان در يك فاز كه ممكن است گاز، مايع و يا جامد باشد، موجود هستند . همچنين در صورتيكه واكنش كاتاليزوري باشد، كاتاليزور هم بايستي در همان فاز وجود داشته باشد . واكنش هاي نامتجانس ،واكنش هايي هستند كه براي انجام آنها حداقل دو فاز لازم باشد. متغيرهاي زيادي سرعت واكنش را تغيير مي دهند، در سيستم هاي متجانس ، دما ، فشار و غلظت متغيرهاي واضحي هستند. در سيستم هاي نامتجانس به دليل آنكه بيش از يك فاز وجود دارد و در طول واكنش مواد بايستي از يك فاز به فاز ديگر متصل شوند، علاوه بر دما، فشار و غلظت، سرعت انتقال جرم و سرعت انتقال حرارت نيز اهميت دارد. عملكرد راكتور براي راكتورها، سه پارامتر مهم جهت توصيف عملكرد راكتور مورد استفاده قرار مي گيرد: درصد تبديل Conversion: نسبت مقدار مواد واكنش دهنده مصرفي در راكتور به مقدار مواد واكنش دهنده اي به راكتور تغذيه مي باشد. اگر واكنش برگشت پذير باشد، حداكثر درصد تبديلي كه به آن مي توان رسيد درصد تبديل تعادلي ناميده مي شود. انتخاب پذيري Selectivity: نسبت مقدار محصول مطلوب توليد شده به مقدار مواد واكنش دهنده مصرفي در راكتور مي باشد. بازده راكتور Yield: مقدار محصول مطلوب توليد شده به مقدار مواد واكنش دهنده اي كه به راكتور تغذيه مي شود حال به بررسي متغيرهاي مهمي كه بر عملكرد راكتور تاثير دارند مي پردازيم. غلظت راكتور هنگامي كه بيش از يك ماده واكنش دهنده وجود داشته باشد، اغلب استفاده از مقدار بيش از نياز يكي از واكنش دهنده ها نتيجه مطلوبي بدست خواهد داد. مخصوصاً اگر بخواهيم يكي از مواد به طور كامل مصرف شود (به علت قيمت بالا يا خطرناك بودن(گاهي اوقات مناسب است كه يك ماده خنثي همراه با خوراك به راكتور تغذيه شود و يا قبل از پيشرفت كامل واكنش، محصول توليدي خارج شود. بعضي اوقات نيز استفاده از يك مسير برگشتي از فراورده هاي جانبي ناخواسته به راكتور مطلوب است. در مورد واكنش هاي برگشت ناپذير اگر يكي از تركيبات ورودي بيش تر از مقدار مورد نياز به واكنش وارد شود، مي تواند ماده ديگر را به سمت كامل كردن سوق دهد. به عنوان مثال، واكنش بين اتيلن و كلر براي توليد دي كلرواتان را در نظر بگيريد: C2H4 + Cl2 → C2H4Cl2 اگر از يك مقدار اتيلن اضافي جهت حصول اطمينان از تبديل كامل ماده كلر استفاده شود مشكل حضور كلر در سيستم جداسازي بعدي از بين مي رود. معمولاً در يك واكنش اگر يكي از اجزاء خطرناك تر باشد (مانند كلر در اين مثال) بايد از كامل شدن آن مطمئن شويم. اگر واكنش برگشت پذير باشد هدف افزايش درصد تبديل تعادلي مي باشد. اگر يكي از خوراك ها را به مقدار اضافي وارد كنيم مي توانيم درصد تبديل تعادلي را افزايش دهيم. گاهي اوقات با حذف مداوم محصول يا يكي از محصولات از راكتوري كه واكنش در آن در حال پيشرفت است، مي توان درصد تبديل تعادلي را افزايش داد. مثلا به وسيله تبخير كردن ماده اي از راكتور فاز مايع. يك راه ديگر اين است كه واكنش در مراحل پشت سر هم همراه با جداسازي محصولات در مراحل مياني صورت گيرد. دماي راكتور انتخاب دماي راكتور به عوامل زيادي بستگي دارد. عموماً اين انتخاب بايد به گونه اي باشد كه سرعت هاي زياد واكنش و حجم كمتر راكتور را ايجاد نمايد. به طور عملي محدوديت هايي در انتخاب دماي راكتور وجود دارد، از جمله ملاحظات ايمني، محدوديت هاي جنس ساختمان راكتور و يا حداكثر دماي عملكرد كاتاليست. برحسب نوع واكنش انتخاب دما متفاوت خواهد بود. واكنشهاي گرماگير اگر يك واكنش گرماگير باشد، عملكرد در دماي بالا باعث افزايش درصد تبديل مي شود . همچنين دماي بالا، سرعت واكنش را زياد و حجم راكتور را كم مي كند. بنابراين براي واكنش هاي گرماگير تاآنجا كه ممكن است، درجه حرارت بالا در نظر گرفته مي شود به گونه اي كه با ملاحظات ايمني، محدوديت هاي جنس ساختمان راكتور و عمر كاتاليست مطابقت داشته باشد. واكنش هاي گرمازا براي واكنش هاي برگشت ناپذير گرمازا، تا آنجا كه ممكن است، با توجه به ساختمان مواد، عمر كاتاليست و مسائل ايمني، بايد درجه حرارت را پايين در نظر گرفت. در اين صورت حجم راكتور حداقل خواهد شد. چنانچه واكنشي گرمازا و برگشت پذير باشد، عملكرد در دماي پايين حداكثر مقدار درصد تبديل را افزايش مي دهد. ليكن عملكرد در دماي پايين سرعت واكنش را كاهش مي دهد و در نتيجه باعث افزايش حجم راكتور خواهد شد. بنابراين در ابتداي واكنش يعني هنگامي كه از حالت تعادل دور هستيم؛ استفاده از درجه حرارت بالا به منظور افزايش سرعت واكنش برتري دارد. اما همانطور كه با گذشت زمان به حالت تعادل نزديك مي شويم، براي افزايش مقدار حداكثر درصد تبديل بايد درجه حرارت را پايين آورد. لذا براي واكنش هاي برگشت پذير گرمازا، همانطور كه درصد تبديل زياد مي شود، درجه حرارت ايده آل به طور مداوم كاهش مي يابد. اگر در راكتور همراه واكنش اصلي واكنش هاي ديگري نيز صورت گيرد كه باعث توليد محصولات جانبي شوند، بايد در دمايي عمل كرد كه ميزان توليد محصول اصلي بيشتر باشد. اين كار اغلب به حداقل كردن حجم راكتور ترجيح دارد.

Thermo Solver یک نرم افزار بسیار ساده و کار آمد در مهندسی شیمی است. شما دوست عزیز با استفاده از این نرم افزار قادر خواهید بود موارد زیر را به راحتی انجام دهید 1-پیدا کردن ضرایب معادله ی آنتوان برای مواد مختلف و همچنین پیدا کردن گرمای تشکیل هر ماده در فازهای مختلف 2-محاسبه فشار اشباع برای مواد مختلف 3-حل معادله حالت برای مواد مختلف با دادن دما ، فشار و حجم می توانید Tr،Prو Z رو بدست بیاورید 4- پیدا کردن نقطه نقطه شبنم و نقطه جوش 5-معادله واکنش های شیمیایی نمایی از برنامه رو در تصویر زیر می توانید تماشا کنید و نرم افزار را از لینک های پایین دانلود کنید پس از دانلود ، هر دو فایل فشرده رو در یک پوشه باز کنید تا بتوانید نرم افزار را نصب کنید [Hidden Content] [Hidden Content]