Пример 12

Рассчитать объем реактора смешения для получения максимального количества продукта R, а также определить селективность и производительность по продукту R.

Дано:

Реакция: А → R → S

объемный расход исходного вещества G_V = 18м³/ч;

начальная концентрация исходного вещества С_А0= 4,8 моль/л;

константа скорости прямой реакции k₁ = 5мин^-1 и k₂ = 1,8мин^-1.

Решение.

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.

Из базового уравнения для реактора смешения для продукта R запишем выражение:

, и при условии, что получаем выражения для определения концентрации продукта R на выходе из реактора:

.

Оптимальное время пребывания реакционной массы в зоне реакции определяем по формуле (см. таб.1).

Рассчитываем степень превращения вещества А по формуле (см. таб. 1.):

.

Определяем концентрацию R на выходе из реактора:

.

Определяем производительность по продукту R.

Рассчитываем объем реактора смешения:

.

Определяем селективность по продукту R:

.