Рис. 4.10. К задачам 4.1-29, 4.1-35, 4.1-45

концентрация вещества А в потоке - 30 кмоль/м^, константа скорости реакции - 0,8 ч^.

Каким будет объем единичного реактора смещения и сколько необходимо взять реакторов смешения в каскаде для достижения степени превращения равной 0,8?

4.1-34. В реакторе вытеснения проводится реакция первого порядка и достигается степень превращения 60%.

Как изменится степень превращения, если вместо реактора вытеснения взять три одинаковых реактора смешения, соединенных последовательно, при том же самом реакционном объеме и неизменной нагрузке на реактор?

4.1-35. Определить максимальную производительность установки, состоящей из двух последовательно соединенных реакторов смешения и вытеснения объемом по 0,5 м^ (см. рис. 4.10) при проведении реакции второго порядка 2А R -ь S -ь Q. Константа скорости реакции, мЗ/(кмоль-с). описывается уравнением к = 410ехр(-7000/Т) . Степень превращения равна 0,9, концентрация вещества А в потоке -2,0 моль/л, исходная температура потока - 50 °С. Адиабатический разогрев составляет 170 фад.

4.1-36. Определить максимальную производительность установки, состоящей из двух последовательно соединенных реакторов смешения объемом по 0,5 м^, при проведении реакции первого порядка А R -ь gp. Константа скорости реакции, с , описывается уравнением к = 410ехр(-7000/Т). Степень превращения равна 0,95, концентрация вещества А в потоке - 0,7 моль/л, исходная температура потока - 20 °С. Адиабатичесюгй разофев составляет 120 фад.

4.1-37. Сравнить производительность по продукту R двух установок (рис. 4.11), состоящих из трех реакторов смешения, соединенных по-

Рис. 4.11. К задачам 4.1-37, 4.1-38 2

следовательно, при проведении процесса, описываемого реакцией первого порядка типа АR с константой скорости к= 0,02 с . Объемный расход исходного вещества А с концентрацией Сд = 20,4 кмоль/м^ составляет 18 м^/ч. Объемы реакторов в каскаде: v = 0,15 м-\ v 0,25 м^, Vp3 = 0,5M3.

4.1-38. Процесс, описываемый реакцией второго порядка типа 2А = R, осуществляется в каскаде из трех реакторов смещения (см. рис. 4.11). Константа скорости превращения вещества А А = 0,1 л/(мольс). Объемный расход исходного вещества А с концентрацией 1,8 кмоль/мЗ равен 18 мЗ/ч.

Сравнить производительность двух установок по продукту R.

4.1-39. Процесс осуществляется в установке из трех реакторов смешения (см. рис. 4.2). Объемы реакторов: v j = 0,01 м^, v = 0,01 м^,

= 0,2 м^. Протекает реакция типа А к. Константа скорости реакции А: = 2 с~. Объемный расход вещества А составляет 18 м^/ч, концентрация исходного вещества А - 2,8 кмоль/м^. Время пребывания в обеих ветвях установки одинаковое.

Определить производительность установки по продукту R.

4.1-40. Процесс описывается реакцией типа А R и осуществляется в установке из трех реакторов смешения (см. рис. 4.2). Объемы реакторов: Vp, = 0,01 м^, Vp2 = 0,01 м^, Vp3 = 0,2 м^. Константа скорости реакции к = 2 с . Объемный расход вещества А составляет 18 м^/ч, концентрация исходного вещества А - 2,8 кмоль/м^. Степени превращения в обеих ветвях установки равны.

Определить производительность установки по продукту R.

4.1-41. Процесс осуществляется в установке (см. рис. 4.3). Объем реактора смешения Vpj равен четырем объемам реактора вытеснения Vp,. Протекает реакция второго порядка типа 2А R. Концентрация вещества А равна 1 моль/л, а константа скорости превращения вещества А - 1 л/(мольс). Степень превращения в реакторах одинакова и равна 0,8.

Выразить объемный поток вещества А и его распределение по реакторам через объем реактора вытеснения.

4.1-42. Процесс осуществляется в установке, состоящей из реактора вытеснения и реактора смешения, соединенных последовательно (см. рис. 4.9). Объем реактора смешения Vppj-, равен четырем объемам, л, реактора вытеснения Vpjg. Протекает реакция второго порядка типа 2А -> R. Концентрация вещества А, моль/л, равна Сдд, а константа

4.2. СХЕМЫ РЕАКТОРОВ С РЕЦИКЛОМ

4.2.1. Примеры расчета

Пример 4.2-1. Реакция типа А 2 R протекает без изменения объема в установке (рис. 4.12), состоящей из смесителя См, реактора вытеснения и делительного устройства Д в котором продукт R полностью отделяется, а непрореагировавшее вещество А возвращается в реактор.

скорости превращения вещества А - 1 л/(моль-с). Степень превращения в реакторах одинаковая и равна 0,8.

Определить производительность установки как функцию объема реактора вытеснения и концентрации Сдр.

4.1-43. Процесс осуществляется в установке, состоящей из реактора смешения и реактора вытеснения, соединенных последовательно (см. рис. 4.10). Объем реактора смешения равен четырем объемам реактора вытеснения. Протекает реакция первого порядка типа А -> R. Концентрация вещества А, моль/л, равна Сдц, а константа скорости превращения вещества А - 1 мин .

Определить производительность установки как функцию объема реактора вытеснения и концентрации Сдц для достижения степени превращения вещества А равной 0,8.

4.1-44. Жидкофазный процесс описывается реакцией первого порядка типа А 2R с константой скорости к = 0,9 мин~. Концентрация исходного вещества составляет 2 моль/л, расход реакционной смеси - 0,6 м^/мин, требуемая степень превращения - 0,75.

Какое количество реакторов смешения объемом 0,3 м^ надо соединить последовательно, чтобы степень превращения бьша не ниже заданной?

4.1-45. Процесс проводится в установке (см. рис. 4.10), состоящей из реактора смешения объемом 0,6 м^ и реактора вытеснения объемом 0,2 м^, соединенных последовательно. Протекает реакция типа А -ь В = R с константой скорости 0,5 мЗ/(кмольс). Объемные расходы вещества А составляют 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.

4.1-46. При условиях задачи 4.1-45 определить производительность установки, если реакторы поменять местами.