ويعدّ سعة المفاعلات والتنبؤ بالأداء خطوات أساسية في تصميم العمليات الكيميائية، ويضمن الحجم السليم السلامة والكفاءة وفعالية التكلفة، ويوفر هذا الدليل نهجاً واضحاً متدرجاً لتحديد حجم المفاعل المناسب والتنبؤ بأدائه بدقة.

فهم أنواع المفاعلات

وتخدم مختلف المفاعلات مختلف العمليات الكيميائية، وتشمل الأنواع المشتركة مفاعلات الدفع، ومفاعلات الدبابرة المستمرة، ومفاعلات تدفق القاذورات، ويعتمد اختيار النوع الصحيح على حركية التفاعل، وحجم الإنتاج، والناتج المرغوب فيه.

الخطوة 1: بيانات عملية الجمع

جمع البيانات الأساسية مثل حركية التفاعل، ودرجة الحرارة، والضغط، والتركيزات المتفاعلة، ومعدلات التحويل المرغوبة، والبيانات الدقيقة حاسمة الأهمية بالنسبة للتعريف الموثوق به والتنبؤ بالأداء.

الخطوة 2: معدل الركاز المحسوب

(ج) استخدام البيانات الحركية لتحديد معدل التفاعل، ويشمل ذلك تطبيق قوانين الأسعار استناداً إلى آلية الرد، وتساعد معادلة المعدل على تقدير مدى سرعة انتقال ردود الفعل إلى المنتجات في ظروف محددة.

الخطوة 3: المفاعل المحدد

حساب حجم المفاعل اللازم لتحقيق التحويل المرغوب فيه، مثلاً في مركز البحوث الحرجية الدولية، يمكن تقدير الحجم (خامسا) باستخدام الصيغة التالية:

V = (F]in] × X) / (r × (1 - X)]

الخطوة 4: أداء المفاعلات قبل الطلب

استخدام أدوات المحاكاة أو نماذج رياضية للتنبؤ بأداء المفاعلات - تعديل بارامترات مثل درجات الحرارة ومعدلات التدفق من أجل تحقيق الكفاءة وجودة النواتج على الوجه الأمثل.

عدد إضافي من

  • تقييم البيانات مع النتائج التجريبية عند الإمكان.
  • النظر في هوامش الأمان في الحسابات
  • استخدام أدوات البرمجيات للرد على ردود الفعل المعقدة والمتغيرات المتعددة.
  • (ج) استعراض تنبؤات الأداء بانتظام مقارنة ببيانات المفاعلات الفعلية.