Рис. 4.7. К задаче 4.1-22

4.1-20. Процесс, описываемый реакцией первого порядка типа А R с константой скорости к = 210 сг , проводится в системе реакторов (см. рис. 4.5).

Объемный расход исходной смеси равен 120 л/мин, объем реактора вытеснения - 50 л, объем реакторов смешения в каскаде - 25 л.

Определить распределение объемного потока по реакторам, если степень превращения в реакторе вытеснения равна степени превращения в каскаде реакторов смешения.

4.1-21. Процесс, описываемый реакцией типа А + В R с константой скорости к = 0,5 мЗ/(кмольс), проводится в установке, состоящей из двух реакторов смешения, соединенных последовательно, объемом 0,4 м^. Объемные расходы вещества А составляет 3 м^/ч с концентрацией 1,5 кмоль/м^, а вещества В - 3 м^/ч с концентрацией 2 кмоль/м^. Определить производительность установки по продукту R.

4.1-22. Процесс описывается реакцией типа А + В R с константой скорости к = 0,5 мЗ/(кмоль-с). Он проводится в установке (рис. 4.7), состоящей из реактора смешения объемом 0,6 м^ и реактора вытеснения объемом 0,2 м^, соединенных последовательно. Объемные расходы вещества А составляет 3 м-/ч с концентрацией 3 кмоль/м^, а вещества В - 4 м^/ч с концентрацией 3 кмоль/м^.

Определить производительность установки по продукту R.

4.1-23. Процесс, описываемый реакцией второго порядка типа 2А R с константой скорости превращения веществаКк = 2-10~2 л/(моль-с), проводится в системе реакторов (см. рис. 4.3).

Объемный расход исходной смеси равен 100 л/мин, объем реактора вытеснения - 20 л, объем реактора смешения - 80 л. Концентрация вещества А в исходном потоке равна 1,8 моль/л.

Определить производительность установки по продукту R, если время пребывания в обеих ветвях установки одинаковое.

4.1-24. Процесс, описываемый реакцией первого порядка типа А R с константой скорости к = 2,05-10 с~, проводится в системе реакторов (см. рис. 4.5). Объемный расход исходной смеси равен 100 л/мин, объем реактора вытеснения - 50 л. Объемы реакторов смешения равны.

Рис. 4.8. К задаче 4.1-25

0,РИС-1

Каков должен быть их объем, если входящий поток делится поровну, а степени превращения в обеих ветвях одинаковые?

4.1-25. Жидкофазный процесс, описываемый простой реакцией первого порядка А R с константой скорости А: = 2 с , проводится в установке, состоящей из четырех реакторов смешения (рис. 4.8).

Объемы реакторов Vp, = v. рз (соединены последовательно), Vp4 = 20 л. Объемный расход вещества А составляет 5 л/с с концентрацией 2,8 кмоль/м^.

Определить максимально возможную часовую производительность по продукту R. Решать при условиях: Xpp,( = Tpj(;.p о,Рис-к^ о,рис-1-

4.1-26. Определить производительность установки по продукту R, состоящей из двух реакторов, соединенных последовательно (рис. 4.9): реактора вытеснения объемом 15 л и реактора смешения объемом 30 л.

В установке проводится реакция 2А = 3R с константой скорости превращения вещества А А: = 0,04 с . Исходное вещество А в количестве 270 моль/мин подается с концентрацией 1,8 моль/л.

4.1-27. В установке (см. рис. 4.2), состоящей из трех реакторов объемами Vpj = Vp2 = 5 л, Vp3 = 10 л, протекает реакция 2А 1,5R с константой скорости превращения вещества А А: = 0,6 с . Объемный расход вещества А с концентрацией 2,4 моль/л составляет 30 л/мин. Определить максимальную производительность по продукту R.

4.1-28. Для реакции разложения вещества А по двум направлениям с образованием целевого R и побочного S продуктов дифференциальная селективность является функцией состава смеси: = 0,6 + 2хд - 5хд. Реакцию прекращают при степени превращения Хд = 0,40.

Рис. 4.9. К задачам 4.1-26, 4.1-42

Предложить реактор или систему реакторов вытеснения и смешения для получения максимальной интегральной селективности и рассчитать ее.

4.1-29. Жидкофазная реакция разложения 2А -> R второго порядка проводится в двух реакторах (смешения и вытеснения) объемом 300 л каждый, соединенных последовательно (рис. 4.10). Константа скорости превращения вещества А А; = 0,1 мЗ/(мольс), исходная концентрация вещества А на входе равна 0,6 кмоль/м^. Объемный расход исходной смеси составляет 0,6 mVmhh.

Как изменится производительность системы, если реакторы поменять местами?

4.1-30. В системе реакторов смешения и вытеснения (см. рис. 4.3) проводится жидкофазный процесс, описываемый реакцией первого порядка типа 2АR + S с константой скорости реакции А= 0,05с~. Исходная концентрация вещества А равна 0,6 кмоль/м^. Объемный расход исходной смеси составляет 0,21 м^/мин.

Рассчитать производительность системы по продукту, если степени превращения в реакторах одинаковые, а объе.мы реакторов равны 20 л.

4.1-31. Предложить вариант соединения двух реакторов смешения и вытеснения для получения максимальной производительности продукта при проведении реакции 2А R с константой скорости превращения вещества А А = 4,5 mV(кмоль-мин). Объемный расход смеси составляет 0,05 mVc, концентрация вещества А в входном потоке равна 0,4 моль/л.

Какова будет производительность системы по продукту R?

4.1-32. Для реакции разложения вещества А по двум направлениям с образованием целевого R и побочного S продуктов дифференциальная селективность является функцией состава смеси: S = 0,5 -ь 2х^ -1,2хд, реакцию прекращают при степени превращения Хд = 0,40.

Предложить реактор или систему реакторов вытеснения и смешения для получения максимального выхода продукта R и рассчитать их объемы. Расход исходной смеси составляет 0,05 mVc, константы скоростей целевой и побочной реакций соответственно равны 0,3 с~ и 0,5 с-1.

4.1-33. Для проведения жидкофазной реакции типа А R можно использовать либо реактор смешения, либо каскад реакторов смешения с объемом каждого реактора равным 8% объема единичного реактора смешения. Объемная скорость потока составляет 5,6 м^/ч, начальная