Stosowanie reaktorów dużych w procesach adiabatycznych i małych w procesach izotermicznych. Ilość ciepła wydzielonego w reakcji egzotermicznej jest proporcjonalna do objętości reaktora

Natomiast ilość ciepła wymienionego z otoczeniem jest proporcjonalna do powierzchni aparatu.

Stąd proporcje:

Należy więc stosować reaktory duże, gdy pożądane jest ograniczenie wymiany ciepła z otoczeniem, a małe – gdy wymiana ciepła z otoczeniem powinna być intensywna.

e) Zasada wykonywania tylko pracy niezbędnej .

Zasada ta postuluje oszczędność energii przez wykonywanie tylko pracy niezbędnej. Typowym przykładem jest proces mielenia surowców w celu uzyskania określonej granulacji ziarna. Należy powiązać młyn z separatorem, aby oddzielać rozdrobnioną frakcję, a nadziarno zawrócić do młyna.

2.4.4. Zasada najlepszego wykorzystania aparatury.

Zgodnie z tą zasadą należy tak kształtować koncepcję technologiczną, aby osiągnąć jak najwyższą jednostkową zdolność produkcyjną.

1.       Zasada stosowania obiegów kołowych.

Obieg kołowy występuje, gdy wyprowadza się reagenty z reaktora, całkowicie lub częściowo oddziela produkty, uzupełnia substraty i zawraca się do reaktora. Warunkami stosowania obiegów kołowych są:

- warunki przepływowe procesu,

- odwracalność reakcji chemicznych,

- łatwe wydzielanie produktów.

Obieg kołowy umożliwia przerwanie reakcji przed uzyskaniem stanu równowagi chemicznej, co zapewnia dużą szybkość procesu, a więc dużą jednostkową zdolność produkcyjną. Obieg ten stosuje się również wtedy, kiedy położenie stanu równowagi jest niekorzystne. Typowym procesem z obiegiem kołowym jest synteza amoniaku. Stopień przemiany azotu w reaktorze jest dość niski (25-30%), natomiast zastosowanie obiegu nieprzereagowanych substratów umożliwia uzyskanie dużego sumarycznego stopnia przemiany i prowadzenie procesu w pewnym oddaleniu od stanu równowagi, a więc przy dużej szybkości.

Obieg kołowy stosuje się również przy prowadzeniu procesu z nadmiarem reagenta. Wtedy zawraca się nadmiarową ilość substratu, np. w procesie syntezy mocznika, prowadzonej z nadmiarem amoniaku.

Obieg kołowy może być wykorzystany także w celu regulacji szybkości silnie egzotermicznych reakcji, przez zawracanie do reaktora części produktów. Podczas tego typu obiegu występuje niekorzystne zjawisko nagromadzenia się w układzie zanieczyszczeń i inertów. Konieczne jest wtedy ich usuwanie w ilości zapewniającej utrzymywanie ich stałego stężenia w układach przez stosowanie tzw. Wydmuchu.

2.       Zasada maksymalnego obniżania oporów dyfuzyjnych (w obszarze dyfuzyjnym).

W przypadku gdy o szybkości procesu chemicznego decyduje szybkość przenoszenia masy lub ciepła należy minimalizować opory tych procesów, aby uzyskać zwiększenie szybkości całego procesu. Ponieważ szybkość przenikania masy i ciepła zależy istotnie od warunków hydrodynamicznych (mieszania, prędkości wzajemnych faz), w układzie reakcyjnym należy zapewnić warunki maksymalnej prędkości wzajemnej faz, co zwiększa wartości współczynników przenikania masy i ciepła.

3.       Zasada maksymalnego obniżania oporów kinetycznych (w obszarze kinetycznym).

W przypadkach gdy o szybkości procesu chemicznego decyduje reakcja chemiczna, obniżanie oporów kinetycznych wiąże sieę z obniżeniem bariery energetycznej odpowiadającej energii aktywacji. Można tego dokonać stosując katalizatory. Zmianę szybkości reakcji chemicznej uzyskuje się też pod wpływem wzrostu temperatury, która zwiększa stałą szybkości reakcji zgodnie z równaniem Arrheniusa: