Реакторы идеального полного смешения (РИС-н).

РИС – реактор непрерывного действия, в котором осуществляется режим гидродинамического действия. Достоинством этих аппаратов является хорошее перемешивание реагентов. Недостатком при их непрерывной работе, т.е. при непрерывной подаче исходных веществ и непрерывном выводе реакционной смеси, является прямое попадание части молекул исходных веществ в выводимую реакционную смесь без их достаточно длительного пребывания в реакционной зоне. Другим недостатком является невозможность при непрерывной работе осуществить начальную стадию реакции, используя исходные реагенты высокой концентрации, так как они почти сразу оказываются разбавленными продуктами реакции.

Во время его работы соблюдается стационарный режим, т.е. постоянство характеристик во времени. Нестационарный режим наблюдается во время пуска и остановки. В РИС-н перемешивающие устройства работают так интенсивно, что попадающие в реактор потоки реагента равномерно и мгновенно перемешиваются по объему всего реактора. В результате чего выравниваются параметры, которые характеризуют процесс.

Характеристические графики РИС-н во времени и объеме реактора.

С_А0, С_А – начальная и конечная концентрации реагентов в реакторе.

W_A0, W_A – начальная и конечная скорости процесса в реакторе.

В РИС-н все параметры, движущая сила и скорость процесса постоянны по объему реактора (т.е. во времени), отклонение средней движущей силы от постоянного значения равно нулю. И т.к. параметры процесса постоянны по всему объему реактора, материальный баланс составляется на весь объем раствора.

Пусть в реакторе протекает простая необратимая реакция, т.е.

Материальный баланс:

Т.е. уравнение позволяет, если известна кинетика процесса, рассчитать время, которое необходимо для достижения требуемой степени превращения.

Для реакции n-го порядка:

Для необратимой реакции нулевого порядка

Для реакции первого порядка:

Зависит только от степени превращения и не зависит от концентрации С_А0.

Для реакции второго порядка:

Аппараты почти идеального смешения пригодны для жидкофазных процессов, особенно при использовании жидкого или растворимого катализатора. Их часто применяют в процессах периодического типа. Также используют батареи из нескольких последовательно соединенных реакторов идеального смешения.