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 l+/tт, Выражаем и Т2 через объемы соответствующих реакторов и объемные расходы, поступающие в них, и получаем: - = 1 - exp(-iEHL) или 0,0205- 01 1 + 0,025- = 1-ехр -0,025 1,66-Vc где Kg = 1,66 - общий расход реакционной смеси, л/с. Получили нелинейное уравнение, как функцию Vq, которое можно решить только графически. Зависимости левой а и правой b частей уравнения от приведены на рис. 4.4. Рассчитываем производительность установки по продукту R: = (6-3 0,76 + 6-3-0,875)- = 105,94 кмоль/ч. 1 иии Пример 4.1-3. Процесс, описываемый реакцией первого порядка типа А 2R с константой скорости к = 2,05-10 с , проводится в системе реакторов (см. рис. 4.3). Объемный расход исходной смеси равен 100 л/мин, объем реактора вытеснения - 50 л. Объемы реакторов смешения и вытеснения равны. Концентрация вещества А в исходном потоке составляет 2,6 моль/л. Определить распределение объемного потока по реакторам и производительность установки по продукту R при условии, что степени превращения в реакторах равны. Решение. Приравниваем уравнения для расчета степеней превращения в реакторе смешения и реакторе вытеснения: L = l exp(-2) 0,57 Рис. 4.4. К примеру 4.1-3 45,3 В точке пересечения получаем значения и степени превращения вещества Хд в реакторах: Хд = 0,57; = 45,3 л/мин; Kqj = ~ = 54,7 л/мин. Рассчитываем производительность установки по продукту R: jVr = (2 VoiCaoXa + 2Vo2CaoXa) 60 1000 = (2 45,3 2,6 о, 57 + 2 54,7 2,6 о, 57)-= 17,78 кмоль/ч. 1000 Пример 4.1-4. Процесс, описываемый реакцией первого порядка типа А -> R с константой скорости к = 2,5-10 - с~, проводится в системе реакторов (рис. 4.5). Объемный расход исходной смеси равен 100 л/мин, объем реактора вытеснения - 50 л. Объемы реакторов смешения равны. Каков должен быть их объем, если входящий поток делится поровну, а степень превращения в реакторе вытеснения равна степени превращения в каскаде реакторов смешения? Решение. Определяем степень превращения в реакторе идеального вытеснения: рив = 1 - ехр(-Ал;) = 1 - ехр(-0,025-60) = 0,78, где т = Vpjg/Ko PPJB = 50/50 = 1 мин = 60 с. Для каскада реакторов воспользуемся формулой (4.2) для расчета конечной концентрации в каскаде: Рис. 4.5. К примеру 4.1-4, задачам 4.1-16, 4.1-17, 4.1-20, 4.1-24 ИЛИ 1 - X = (1 +А7Г)2 откуда находим время пребывания в одном реакторе смешения каскада 1 РИС но Tpjc = Vppic/o.PHC следовательно, РИС = О.РИС 4.1.3. Задачи 50 60 Vl-0,78 0,025 = 37,74 л. 4.1-1. В каскаде из трех реакторов идеального смешения, соединенных последовательно (рис. 4.6), проводится жидкофазный процесс, описываемый простой необратимой реакцией первого порядка А-> 2R с константой скорости А; = 0,4 мин- Время пребывания реакционной смеси в каждом реакторе равно 5 мин. Определить степень превращения исходного вещества на выходе из каскада. 4.1-2. Жидкофазный процесс описывается простой необратимой реакцией первого порядка с константой скорости к = 0,6 мт . Объемный расход реагирующего вещества с концентрацией Сдд = 2,4 моль/л равен 4 м^/ч. Сколько реакторов смешения объемом 0,2 м^ (см. рис. 4.6) надо соединить последовательно, чтобы добиться степени превращения равной 0,95? 4.1-3. В каскаде из трех реакторов смешения (см. рис. 4.6) проводится жидкофазный процесс, описываемый реакцией к, к, ARS с константами скоростей реакций к^ = 0,4 мин , 2 = 03 мин~. Рис. 4.6. К задачам 4.1-1, 4.1-3, 4.1-4, 4.1-15 |
© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2024 Разработчик – Евгений Андрианов |