Описание модели КРИС-Н
Недостатком РИС-Н является низкая интенсивность его работы, связанная с низкой концентрацией реагентов в РИС-Н и, как следствие, с низкой скоростью реакции в нём. Наибольшей интенсивности процесса можно добиться в РИВ, однако при проведении жидкофазных процессов зачастую необходимо интенсивное перемешивание реагентов, которое не достигается в реакторе вытеснения. Повысить интенсивность работы реактора смешения можно, используя его в периодическом режиме, но этот режим работы применяется, как правило, для малотоннажных производств, поскольку требует постоянного ручного управления. Решить указанные проблемы позволяет использование каскада реакторов смешения.
Каскад реакторов смешения непрерывного действия представляет собой несколько последовательно соединённых РИС-Н с одинаковой и постоянной температурой, одинаковым объёмом, неизменными объёмным расходом реакционной смеси и средним временем пребывания реакционной смеси в реакторах. Параметры реакционной смеси на выходе из реактора являются входными параметрами для следующего реактора. При этом отсутствует обратное влияние последующих реакторов на предыдущие.
Материальный баланс КРИС-Н
Материальный баланс показывает изменение количества реагента или продукта за счёт его поступления (со знаком плюс) и расходования (со знаком минус) в элементарном объёме за элементарный промежуток времени.
Запишем материальный баланс для i -того реактора каскада по взятому в недостатке реагенту A:
Здесь NAвхi − количество (в молях) реагента A, поступающего со входящим в i -тый реактор каскада потоком реакционной массы за элементарный промежуток времени,
NAвыхi − количество (в молях) реагента A, уходящего с выходящим из i -того реактора каскада потоком реакционной массы за элементарный промежуток времени,
NAх.рi − количество (в молях) реагента A, расходуемого на протекание химической реакции в элементарном объёме i -того реактора каскада за элементарный промежуток времени.
Входящие в состав материального баланса КРИС-Н слагаемые могут быть выражены через параметры процесса следующим образом:
(здесь CA(i-1) − концентрация реагента A на входе в i -тый реактор каскада, Vo − объёмный расход реакционной смеси, τ − элементарный промежуток времени)
(здесь CAi − концентрация реагента A на выходе из i -того реактора каскада, Vo − объёмный расход реакционной смеси, τ − элементарный промежуток времени)
(здесь WAi − скорость химической реакции по компоненту A в i -том реакторе каскада, Vрi − реакционный объём i -того реактора каскада, τ − элементарный промежуток времени)
При подстановке полученных выражений в уравнение материального баланса КРИС-Н получим:
Преобразуем выражение, сократив на элементарный промежуток времени τ, и вынеся за скобку объёмный расход смеси Vo:
Отношение реакционного объёма реактора Vрi к объёмному расходу реакционной смеси Vo соответствует среднему времени пребывания частиц в проточном реакторе:
Выразив среднее время пребывания частиц в реакторе, получим характеристическое уравнение КРИС-Н:
Учитывая, что 
, получаем:
Расчёт КРИС-Н
Расчёт КРИС-Н сводится к нахождению объёма единичного реактора каскада и числа реакторов в каскаде.