Главная  Показатели химического производства 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

{1 + к,т){1 + к,т)

Оптимальное время пребывания реакционной массы в зоне реакции определяется формулой (см. табл. 3.1)

т- = -л= = , = 0,33 мин.

Рассчитываем степень превращения вещества А по формуле (см. табл. 3.1)

5.0,33 \ + кх 1-ь5-0,33

Определяем концентрацию продукта R на выходе из реактора:

Пример 3.1-6. Жидкофазный процесс описывается сложной реакцией типа А-> R-> S с константами скоростей = 5 мин~ и = 1,8 мин~. Исходная концентрация вещества А равна 4,8 моль/л. Объемный расход смеси составляет 18 м^/ч.

Рассчитать объем реактора смещения для получения максимального количества продукта R, селективность и производительность по продукту R.

Решение. График изменения концентрации промежуточного продукта R от времени проведения указанной реакции имеет максимум. Для получения максимального количества продукта R необходимо выводить реакционную массу из реакционной зоны в момент, когда концентрация вещества R максимальна, что соответствует оптимальному времени пребывания в реакционной зоне.

Для определения оптимального времени пребывания необходимо найти функцию =Лт), взять производную по т, приравнять ее нулю: Дт) = О и рещить относительно т.

Из базового уравнения для реактора смещения для продукта R

где JViC, Т) = к^С^ - AjjCj, и при условии, что Cq = О, получаем



Ld -

(l + AiXop,)(l + /c2Xopt

5-0,33-4,8 (l + 5-0,33)(l + l,8-0,33)

= 1,86 моль/л.

Находим производительность по продукту R:

% = KqCr = 18-1,86 = 33,48 кмоль/ч. Рассчитываем объем реактора смешения;

рис = oV =18 0,33-1000/60 = 99 л. Определяем селективность по продукту R;

.,=- = -М^ = 0,625 /Удо^д 18-4,8-0,62

Пример 3.1-7. Процесс описывается параллельной реакцией типа


с константами скоростей = 0,3 мин и 2 0,2 мин . Объемный поток равен 6 м^/ч. Процесс проводится в реакторе вытеснения объемом 300 л. Концентрация продукта R на выходе из реактора равна 2,5 кмоль/м^.

Определить мольную нагрузку на реактор по веществу А и степень его превращения в реакторе.

Решение. Мольная нагрузка на реактор

АО 0АО-Неизвестную концентрацию вещества А на входе в реактор можно определить из уравнения

= к,1{к^ + к^) Сдо[1 - ехр(-(А:, + к^Ш.

Находим время пребывания:

т = Урив/Ко = (300/6)(60/1000) = 3 мин. Рассчитываем концентрацию вещества А на входе в реактор;



1 - ехр -[к] + 2,5

0,3 + 0,2

{l-exp[-(0,3 +0,2)3

= 5,43 кмоль/м-

Находим мольную нагрузку на реактор:

Ждо = КцСдо = 6-5,43 = 32,58 кмоль/ч.

Определяем концентрацию вещества А на выходе из реактора исходя из базового уравнения для реактора вытеснения:

= -{k,+k,)C.

Интегрируя это уравнение и рещая относительно Сд, получаем

Сд = Сдое-<- = 5,43е-(°°2 = 1,21.

Рассчитываем степень превращения вещества А:

А = (Сдо - Сд)/Сдо = (5,43 - 1,21)/5,43 = 0,78.

3.1.3. Задачи

3.1-1. Проводится жидкофазная реакция первого порядка А -> R. Константа скорости реакции равна 0,45 мин~. Объемный расход реагента составляет 30 л/мин.

Определить степень превращения вещества А в реакторах РИС-н и РИВ объемом 150 л каждый.

3.1-2. Жидкофазная обратимая реакция 2А <=> R проводится в РИС-н объемом 2,6 м\ Константа скорости прямой реакции = = 31,4 мЗ/(кмоль-мин), обратной - к2 = 2 мин . Концентрация исходного вещества 0,6 моль/л. Требуемая степень превращения Хд = 0,8. Определить производительность реактора по продукту R.

3.1-3. В реакторе протекает реакция второго порядка 2А R с константой скорости реакции равной 2,8-10~ л/(моль-с). Начальная кон-



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 [ 27 ] 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов