Реакторы периодического и непрерывного действия

Реакторы периодического действия работают при нестационарных условиях, при этом не зависимо от степени перемешивания реагирующих веществ изменяются во времени не только концентрации, но и температура, давление, а следовательно и константа скорости процесса. Если периодический реактор работает в режиме полного смешения, то время необходимое для достижения заданной степени превращения рассчитывается по формулам, аналогичным модели идеального вытеснения. При одних условиях объемы реакторов одинаковы. Однако условия протекания процесса в промышленных проточных реакторах, как правило, лучше, чем в периодических. Производительность периодически работающего реактора ниже, так как затрачивается некоторое время на загрузку реагентов, выгрузку продуктов, и в ряде случаев на промывку реактора. Она будет зависеть от продолжительности операций:

,

где: G- масса продукта, - полное время цикла, которое включает в себя - время химического превращения и - время вспомогательных процессов (загрузка, выгрузка, промывка).

Эффективность работы реактора периодического действия часто характеризуется коэффициентом использования времени работы: .

Критерием целесообразности проведения процесса периодически или непрерывно является сравнение экономических показателей работы реакторов, и в частности, себестоимости получаемой продукции в зависимости от производительности аппарата (см. рис. 6).

Себестоимость зависит от постоянных, переменных расходов и стоимости сырья.

Рис. 6. Экономические диаграммы: а) периодического; б) непрерывного процессов.

Постоянные расходы- амортизация, эксплуатация, надзор, зарплата и т. п. (1) (не зависят от производительности)- для непрерывных реакторов выше.

Переменные расходы- электроэнергия, пар, вода и т. п. (2)- (пропорциональны производительности) - для периодических реакторов выше.

Стоимость сырья (3) (пропорциональна производительности) - одинакова для периодических и непрерывных процессов.

Прямая (4)- это общая стоимость всех затрат.

Отпускная цена продукта (5)- одинакова для обоих типов реакторов.

Разность между прямой (5) и общей стоимостью (4) составляет прибыль или убыток от работы реактора.

Производительность, при которой процесс становится убыточным, для реактора периодического действия меньше. Таким образом, при небольшой производительности может оказаться экономически выгодным использование реактора периодического действия.

Вывод Использование периодического реактора целесообразно для малотоннажных, многоассортиментных производств (реактивов, лакокрасочных материалов, различных полимерных добавок и др.)