Основы химической технологии (стр. 3 из 6)

1 Выход продукта можно определить из следующего соотношения:

2 Степень превращения реагента А можно определить следующим образом:

;

3 Равновесную степень превращения реагента А можно определить из выражения:

;

4 Определим выход продукта:

Задача 9

Определить необходимое время пребывания τ в РИС-П для достижения Х_А = 0,9.В реакторе проводится изотермическая необратимая реакция второго порядка, реактор заполнен частично веществом А, мольная масса 110кг/кмоль, плотность исходного раствора и продукта 1100кг/м³ и1320кг/м³, константа химической реакции К =0,8м³/моль ч.

Задачу решаем двумя способами без учета плотности и с учетом плотности.

1 Определим τ_рис-п без учета изменений плотности:

1.1 Изобразим схему расчета:

Рисунок 5 - Расчетная схема

2 Определим τ_рис-п с учетом изменения плотности( объема):

2.1 Изобразим схему расчета

Рисунок 6 - Схема расчета

2.2 Определим степень изменения объема :

[мет. 2 с.30]

Принимаем , что объем и плтности взаимосвязаны следующим образом.

где

это объем и плотность смеси в данный, объем и плотность в начальный момент времени.

По условию, если ХА =1, то

2.3 Определим С_А.О:

2.4 Определим концентрацию С_А :

Примечание: задачу решаем в общем виде.

2.5 Определим скорость химической реакции:

2.6 Определим τ_рис-п :

Подставим значение скорости

и получим:

Проинтегрируем и получим:

Подставим численные значения:

Задача 10

Рассчитать объём реактора идеального вытеснения (РИВ) при проведении в нём реакции: А R+SО.

Условия:

1 Объёмный расход исходного компонента

;

2 Начальная концентрация

;

3 Константа скорости химической реакции

4 Степень превращения

.

Примечания:

1 Данная реакция второго порядка (это следует из уравнения реакции и размерности константы скорости химической реакции);

2 Размерность величин переведём в систему СИ , так как объёмный расход и константа скорости химической реакции приведены в разных размерностях.

Рассчитаем объём реактора идеального вытеснения:

;

.

Задача 11

Определить какое количество вещества А можно переработать в РИС-П за сутки при проведении реакции :

, если

объём РИС-П

;

степень превращения

;

константа скорости реакции

;

начальная концентрация реагента А

;

коэффициент заполнения реактора ψ=0,8;

время загрузки и выгрузки за одну операцию 30 мин;

1 Изобразим алгоритм расчета на схеме:

Рисунок 7 – Алгоритм решения

2 Определим

3 Определим

4 Определим N

5 Определим количество вещества

6 Определим

7 Определим

Задача 12

В реакторе идеального смешения периодического действия (РИС-П) проводится изотермическая реакция:

. Реактор заполнен чистым веществом А, мольная масса М которого 110 . Плотность вещества . Степень превращения вещества . Константа равновесия . Продолжительность вспомогательных операций . Объём реактора ; степень заполнения реактора исходным реагентом .

Определить продолжительность реакции

, производительность реактора и количество вещества А, подвергнутого превращению в 1 реактора за 1 , то есть интенсивность реактора I.

Рисунок 8 – Схема расчёта

1 Определим начальную концентрацию реагента А:

;

.