وتشكل عمليات تحديد سعة المفاعلات وتحويلها خطوات أساسية في تصميم عمليات التوليف الكيميائي الناجع، ويكفل الحجم السليم للمفاعلات العمل بأمان وفعالية، في حين تحدد حسابات التحويل مدى التحول المتفاعل إلى المنتجات المرغوبة، وتُحدِّد التقييمات الدقيقة الإنتاج إلى أقصى حد ممكن وتخفض التكاليف إلى أدنى حد.

Reactor Sizing Principles

ويشمل تحديد حجم المفاعلات والأبعاد اللازمة لتحقيق معدلات الإنتاج المستهدفة، وتشمل عوامل التأثير على حجمها حركيات رد الفعل، ومتطلبات نقل الحرارة، والوقت الذي يستغرقه الإقامة، ويتيح ضمان وقت إقامة كاف للرد على ردود الفعل بلوغ مستويات التحويل المرغوبة دون الإفراط في التكثيف، مما يمكن أن يزيد التكاليف.

التحويل المحسوب

ويشير التحويل إلى النسبة المئوية للمتفاعلات التي تحولت إلى منتجات، ويحسب باستخدام معادلة معدل التفاعل وحجم المفاعلات، وتشمل الصيغة العامة التركيز الأولي، ومعدل التفاعل الثابت، والوقت الذي يستغرقه الإقامة، وتحتاج عمليات التحويل المرتفعة عادة إلى مفاعلات أكبر أو إلى ظروف أكثر كفاءة للرد.

النموذج الرئيسي

  • Conversion (X):] X = (C0 - C)
  • Reactor volume (V):] V = (F0 * X)/(k * C0)
  • Residence time (W): ] ng = V /

حيث يكون معدل تدفق الطحالب هو التركيز الأولي، (جيم) هو التركيز في وقت معين، (ك) هو معدل التفاعل الثابت، (V) هو حجم المفاعل، (واو) هو معدل تدفق الطيار للمتفاعلات.