Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
В реактор загружают смесь в % масс а- спирта; в- кислоты и s- воды плотность реакційої суміши ρ – кг/м3 в процессе реакции плотность реакційої суміши не изменяется. Реакция течет в жидкой фазе и имеет кинетическое уравнение:
ω= k1(CA· CB - CR·CS/ KС)
Процесс ведут к степени преобразования кислоты ХВ.
Реакторы каскада соединены последовательно. Объем единичного реактору каскада составляет 1/n от объема РІЗ-Н знайденго по пункту (в).
Выход ефіра Ф - посля виделення с реакционной суміши.
Таблица Д1 Вариант А
Наіменування | ||||||||||||||
Q т/ч | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 |
A % масс | ||||||||||||||
B % масс | ||||||||||||||
R % масс | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
S % масс | ||||||||||||||
ρ кг/м3 | ||||||||||||||
к1 | 5.0* 10-5 | 5.5* 10-5 | 6.0* 10-5 | 6.5* 10-5 | 7.0* 10-5 | 7.5* 10-5 | 8.0* 10-5 | 8.5* 10-5 | 9.0* 10-6 | 9.5* 10-5 | 9.0* 10-6 | 8.5* 10-6 | 8.0* 10-5 | 7.5* 10-5 |
кр | ||||||||||||||
Х | 0.45 | 0.50 | 0.55 | 0.60 | 0.65 | 0.50 | 0.55 | 0.45 | 0.50 | 0.55 | 0.60 | 0.65 | 0.45 | 0.50 |
Ф | 0.90 | 0.95 | 0.80 | 0.90 | 0.90 | 0.80 | 0.85 | 0.90 | 0.95 | 0.90 | 0.85 | 0.80 | 0.85 | 0.90 |
N |
В) Рассчитать РОВ, БЫ и К-РЕЗЕЙ для виробницва Q - т/ч
оцтовоетилового эфіру:
k1
CH3 СН 2OH + CH3COOH CH3 СН 2COOС3+ H2O
A В k 2 R S
В реактор загружают смесь в % масс а- спирта; в- кислоты и s- воды плотность реакційої суміши ρ – кг/м3 в процессе реакции плотность реакційої суміши не изменяется. Реакция течет в жидкой фазе и имеет кинетическое уравнение:
ω= k1(CA· CB - CR·CS/ KР).
Процесс ведут к степени преобразования кислоты ХВ.
Реакторы каскада соединены последовательно. Объем единичного реактору каскада составляет 1/n от объема РІЗ-Н найденного по пункта (в).
Выход эфира Ф - посля виделення с реакционной суміши.
Таблица Д2 Вариант В
Наименование | ||||||||||||||
Q т/ч | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 1.8 | 1.9 |
A % масс | ||||||||||||||
B % масс | ||||||||||||||
R % масс | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 | 0.0 |
S % масс | ||||||||||||||
ρ кг/м3 | ||||||||||||||
к1 | 5.0* 10-5 | 5.5* 10-5 | 6.0* 10-5 | 6.5* 10-5 | 7.0* 10-5 | 7.5* 10-5 | 8.0* 10-5 | 8.5* 10-5 | 9.0* 10-6 | 9.5* 10-5 | 9.0* 10-6 | 8.5* 10-6 | 8.0* 10-5 | 7.5* 10-5 |
кр | ||||||||||||||
Х | 0.45 | 0.50 | 0.55 | 0.60 | 0.65 | 0.50 | 0.55 | 0.45 | 0.50 | 0.55 | 0.60 | 0.65 | 0.45 | 0.50 |
Ф | 0.90 | 0.95 | 0.80 | 0.90 | 0.90 | 0.80 | 0.85 | 0.90 | 0.95 | 0.90 | 0.85 | 0.80 | 0.85 | 0.90 |
N |
Пример.
Определите объемы реакторов:
а) БЫ; б) К- РЕЗЕЙ и в)РОВ при проведении простой оборотной реакции:
2А R+S
и сравните эти объемы при одинаковой степени преобразования.
Условия:
Начальная концентрация исходного вещества СА,0 24 кмоль/м3
Ее объемный розхід VC 2,83 м3· год-1;
Константа скорости прямой реакции К1-0,625 м3кмоль-1ч-1;
Константа равноваги КС - 16;
Необходимая степень преобразования 80% вот равновесной (ХА= 0.8 ХА* )
Решение:
а) Объем единичного БЫ
Vr= VC τ = VC CA,0 ; (а)
Величина ХА* может быть определена из уравнение константы равноваги:
(б)
где СR*=C = A,0 X C
СR*,CS*,CA*- равноважні концентрации компонентов.
Уравнение (б) может быть предоставлено в виде:
откуда
Ведь ХА= 0,8 ХА*=0,8·0,89 =0,71
Находим скорость реакции при ХА= 0.71
Подставляем полученное значение швидкісті реакции в рівняня (а) знаходим:
б) Определение объема каскада реакторов смешения (К-РЕЗЕЙ).
Реакторы каскада соединены последовательно, объемы всех ступеній равные. Объем единичного реактору каскада составляет 1/10 от объема РІЗ-Н найденного по пункта (а).
Решение:
По условию задачи объем каждой степени каскада
Vст= 1/10 РІЗ-Н=0.173м3
Объем каскада реакторов будет ровнять:
Vкаск.=m ·Vcт = 0,173 м3
где m - число реакторов в каскаде которое надо найти.
Расчет числа реакторов каскада проводим графическим методом, для чего необходимо, пользуясь кинетическим уравнением, выстроить кривую:
-ωА=f(СА).
С этой целью рассчитываем -ωА для произвольных значений СА(табл. Д3)
Таблица Д3
СА,кмоль· м3 | 6,96* | ||||||
-ωА, кмоль· м3,время-1 | 48,5 | 27,8 |
* конечная концентрация исходного реагента
СА,К= 24(1-0,71) =6,96.
и в координатах -ωА -СА строим кривую 1.
Для каждой степени каскада справедливо уравнение:
Рис. Д1 Графический метод расчета числа ректоров в каскаде реакторов идеального смешения.
(Это уравнение легко получить из уравнение материального баланса для m-го реактора каскада). Уравнение (в) - уравнение прямой линії с тангенсом угла похилу:
Точки сечения кривой (1) и прямых (2) для каждого реактору каскада отвечают концентрации реагента А і скорости реакции в этом реакторе. Так как время пребывания реагентов во всех реакторах каскада одинаковый, угол наклона всех прямых не изменяется. Это разрешает провести прямые (2) параллельно друг к другу к досяження заданной конечной концентрации
СА.К= СА.0(1-ХА,К) = 24· 0.29=6.96 кмоль г-3
Таким образом, графічески отримуєм, что необходимое число реакторов в каскаде с объемом 0.173 м3 ровно четирьом.
Ведь:
Vкаск.= 4· 0. 173 = 0.698 м3
в) Определение объема реактору идеального витеснення (РОВ)
Объем РОВ можно найти по уравнению:
После превращения и подстановки числовых значенень уравнение (2) приобретает вид:
Интеграл I, который вход у уравнение - это табличный интеграл значения которого визначаєтсья по формуле:
когда b2>4ac
Так как в рассмотренном примере b2=(-1,25) 2=1.5625
4ac=4?0.625?0,615=1,5375
это указанная формула пригодная для расчета интеграла.
Расчет по уравнению (2) с использованием формулы дает:
VРІВ=0.43м3
Таким образом потрбні слідуючі объемы реакторов
VРІЗ-Б –1.73м3
К-РЕЗЕЙ- 0.69м3
РОВ – 0.48м3
Рекомендованная литература.
1. Мухленов И.П., Горштейн А.Э., Тумаркина Э.С. Основы химической технологии. -Г.:Высшая школа,1991.- с.463
2. Бесков В.С., Сафронов В.С. Общая химическая технология.-Г.:Химия,1999.- с.472
3. Смирнов Н.Н., Волжинский А.Н., Плесовских В.А. - Химические реакторы в примерах и задачах.-СП.:Химия,1994.-с264
4. Мухленов И.П. Расчеты химико-технологических процессов.-СП.:Химия,1993.-с304.
5. Конспект лекций из курса “Общая химическая технлогія” /Укл. В.В.Лялін, Л.А.Мотняк,В.И. Голіков. -одесса ОНПУ 2002 р ч 1-с35. 2-чс57.
Дата публикования: 2015-10-09; Прочитано: 346 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!