Классификация реакционно-массобменных процессов

К типу реакционно-массообменных относятся такие процессы, при которых в одном и том же аппарате одновременно происходят химическое превращение вещества и разделение образовавшейся реакционной смеси. В результате получается целевой продукт. СРМП являются одной из наиболее простых и экономически целесообразных форм осуществления способов получения и выделения продуктов химического производства. Эти процессы по сравнению с вариантами химических превращений, с последующим разделением образовавшейся реакционной смеси, обеспечивают (могут обеспечить) дополнительные преимущества:

1. повысить выход продукта;

2. увеличить селективность процесса;

3. обеспечить высокую движущую силу процесса за счет естественного противотока реагентов;

4. улучшить условия подвода и отвода тепла химических реакций;

5. упростить организацию непрерывных процессов;

6. сделать более компактными технологические схемы и т.д.

Типы СРМП разнообразны вследствие разнообразия как химических реакций, так и процессов разделения реакционных смесей. В основу принятой классификации СРМП положен характер разделительных процессов. На основе такой классификации выделяются следующие СРМП:

1. реакционно-абсорбционные;

2. реакционно-адсорбционные;

3. реакционно-десорбционные;

4. реакционно-кристаллизационные;

5. реакционно-осмотические;

6. реакционно-отгонные;

7. реакционно-отделительные;

8. реакционно-ректификационные;

9. реакционно-хроматографические;

10. реакционно-экстракционные и т.д.

В настоящее время целенаправленно или ин­туитивно в промышленности используются реакционно-ректификационные, реакционно-отгонные и ряд других типов совмещенных процессов в следующих случаях:

1. При отводе тепла, выделяемого при протека­нии экзотермических реакций, за счет испа­рения реакционной смеси, сопровождаемого ее частичным разделением;

2. При двусторонних (обратимых) химических превращениях с целью "обхода" химического равновесия, то есть увеличения конверсии по сравнению с химически равновесной, путем непрерывного отвода продуктов из зоны реакции посредством многократного массообмена;

3. Для химических превращений произвольного типа с целью уменьшения доли побочных ре­акций или их полного подавления с помо­щью целенаправленного многократного массообмена, что увеличивает селективность процесса за счет возрастания концентрации реагентов в зоне реакции и уменьшение вре­мени пребывания в ней целевых продуктов;

4. Для разделения близкокипящих или азеотропных смесей, когда разделяемые компо­ненты химически реагируют с дополнитель­но вводимым агентом, а образующийся про­дукт легко выделяется из многокомпонент­ной смеси.

Совмещенные процессы можно также разде­лить на две группы. К первой принадлежат реакционно-массообменные процессы, для осу­ществления которых создают специальные усло­вия и используют специфические технологиче­ские приемы — так называемые направленно организованные совмещенные процессы. Вторую группу составляют процессы, при которых хи­мическое превращение или разделение реакци­онной смеси происходит самопроизвольно в условиях протекания целевого разделения или химического превращения, соответственно. Ниже рассмотрены некоторые специфические особенности, присущие каждой из выделенных групп.

Рассмотрим некоторые примеры процессов в соответствии с такой классификацией.