Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Пример 15




Пример 14.

Определить объем одного реактора и время пребывания реагента в каскаде реакторов.

Дано:

реакция А+ В = R + S;

начальная концентрация реагента А сА,0 = 0,3 моль/л;

степень превращения хА= 0.7;

объемный расход Gv,o = 20 л/мин;

константа скорости k = 0,38 мин-1;

число реакторов в каскаде равно 4.

Решение.

1. Объём реактора полного смешения, необходимый для достижения заданного степени превращения, определяем по уравнению:

, где

- конечная концентрация реагента А.

моль/л;

.

2. Среднее время пребывания реагентов в РИС-Н определяем из уравнения (11):

.

Время пребывания в каждом реакторе каскада будет равно:

.

Тогда объем реактора в каскаде будет равным:

.

Определить объем одного реактора в каскаде, полагая, что V1=V2=V3.

 

Дано:

реакция 2А= R + S;

начальная концентрация реагента А,0 = 1,5 кмоль/м3;

необходимая степень превращения хА= 0.8 от равновесной;

объемный расход Gv,o = 10 м3/ч;

константа скорости k1 = 10 м3/(кмоль∙ч);

число реакторов в каскаде равно 3;

константа равновесия Кр =16,0

Решение.

Равновесную концентрацию реагента А определяем из выражения

константы равновесия:

Обозначим равновесные концентрации через y.

Тогда с*А = 1,5-2у, с*В = с*С = y.

Подставляя в уравнение для константы равновесия, получим:

.

Решая уравнение, находим значение у =0,66 кмоль/м3. Полученное значение представляет собой равновесную степень превращения. По условию реагент А прореагирует на 80% от равновесной степени превращения:

хА= 0,8×0,66 = 0,53 кмоль/м3

Тогда конечная концентрация реагента А составит:

сА = 1,5- 2×0,533 = 0,43 кмоль/м3

Уравнение скорости реакции в соответствии со стехиометрическим уравнением записываем в виде

или

Зависимость рассчитана при значениях сА от 1,5 до 0,3 кмоль/м3 с шагом 0,2.

Таблица 4. Расчетные значение скорости реакции и концентрации вещества

сА, кмоль/м3 1,5 1,3 1,1 0,9 0,7 0,5 0,3
3/(кмоль×ч) 22,.5 16,9 12,1 8,1 4,9 2,5 0,67

Построим график зависимости от сА

Рис.9. Графическая зависимость скорости реакции от концентрации вещества

Если из точки на оси абсцисс сА,0 провести прямую, то получим точку пересечения с кривой в точке а. При проведении процесса в одну ступень получаем (рис 7.3):

,

t = 0,63 ч.

Объем единичного реактора:

V РИС-Н = GV,0 × t = 10×0,63 = 6,3 м3.

Примечание: так как по условию объемы трех реакторов одинаковы, то угол наклона проведения прямых к точкам пересечения с кривой будет одинаков. Если уменьшим объем реактора, то для достижения заданной степени превращения необходимо увеличить количество реакторов в каскаде. При этом угол наклона поменяется и будет постоянным для всего количества реакторов в каскаде. Соответственно изменится и время пребывания реагентов в реакторе.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-06-04; Просмотров: 862; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.015 сек.