Heterogeneous residence time reactions in the liquid phase: Influence of distribution and interaction in the dispersed phase by Dr. K. RIETEMA* Rdsumd-On discute des reactions liquid+liquid0 et des reactions liquid+solide dans des systimes on le temps de residence de la phase dispergee ne differe pas beaucoup de celui de la phase continue. On d&wit une methode pour calculer la conversion en operation continue en une &ape, 8, la base des r&ultats d'essais en discontinu pour lo cas oh certaines conditions speciflques sont remplies. Quelques complications qui peuvent se pr6senter dans le cas de r&&ions liquid-liquide sont considerees de plus p&s, par exemple le fait que le degr6 de dispersion en operation continue ne se laisse pas pr6dire. Une autre complication est I'interaction, dans la phase liquide diipergee, par suite de la coalescence et de la redispersion des gouttes dispergees. Dens le cas de reactions qui ont lieu dans la phase dispergee et qui sont d'un ordre inferieur a 1 en fonction du reactif dans cette phase, cette interaction influence favorablement la conversion totale. Si la reaction est de l'ordre zero et qu'on doive atteindre une conversion de 80'~. le volume du reacteur peut Btre r6duit d'un facteur de 3 par suite de cette influence B. condition que l'interaction est suf%amment grande. Finalement on discute l'influence des agents tensio-actifs et des impuretes sup la vitesse de coalescence, qui est importante pour la dispersion autant que pour l'interaction. Zusammenfassung-Reaktionen zwischen swei Fliissigkeiten tmd zwischen einer Fliissigkeit und einem Feststoff in Systemen, wobei der Unterschied swischen der Verweilzeit der dispersen Phase und der der kontinuierlichen Phase nur gering ist, werden besprochen. Eine Methode wird beschrieben sur Berechnung des Umsatses im kontinuierlichen Einstufenbetrieb aus den Egebnissen diikontinuierlicher Versuche ftir den Fall, wo bestimmte spesifische Bedingungen erfiillt sind. Einige Schwierigkeiten bei Fliissig/Fhissig-Reaktionen werden betrachtet. Es ist z.B. unmoglich, den Dispersionsgrad im kontinuierlichen Betrieb vorherzusagen. Eine weitere Schwierigkeit bildet die in der dispersen Phase auftretende Wechselwirkung, die dadurch entsteht, dass die dispergierten Tropfen sich fortwahrend vereiniien und wiederum aufspalten. Bei Reaktionen in der dispersen Phase, die einer niedrigeren Ordnung als 1 im Reaktand in dieser Phase sind, hat die Wechselwirkung einen giinstigen Einfluss auf den gesamten Umsats. 1st die Reaktion der Ordnung Null und sol1 ein Umsatz von 80% ersielt werden, so liisst sich wegen dieses giinstigen Einflusses das Reaktorvolumen urn einen Faktor 3 verkleinern, unter der Voraussetsung, dass die Weohselwirkung geniigend gross ist. Der Einfluss oberflachenaktiver Stoffe und Verunreinigungen auf die Geschwindigkeit, mit der die Tropfen sich vereinigen und die sowohl fiir die Dispergienmg als ftir die Wechselwirkung wichtig ist, wird besprochen. Summary-Liquid-liquid reactions and liquid-solid reactions, in systems where the residence time of the dispersed phase does not differ much from that of the continuous phase, are discussed. A method is described for calculating the conversion in continuous one-stage operation from the results of batch experiments for the case in which certain specific conditions are fulfilled.
Complications arising in liquid-liquid reactions are considered. One of these is the unpredictability of the degree of dispersion in continuous operation.
Another complication is the interaction which occurs in the dispersed liquid phase by the continuous coalescence and redispersion of the dispersed drops. In the case of reactions which take place in the dispersed phase and are of a lower order than unity in the reactant in this phase. the interaction influences the overall conversion. favourably. If the reaction is of zero order and an 80 oA conversion is to be obtained, the reactor volume can be reduced by a factor 3 on account of this influence, providing that the interaction is sticiently great.
The influence of surface-active agents and impurities on the rate of coalescence which is important both for dispersion and interaction, is discussed. * Koninklijke/Shell-Laboratorium, Amsterdam (N.V. De Bataafsche Petroleum Maatschappij).