Основы химической технологии (стр. 5 из 6)

.

Задача 16

Определить температуру нагревания реагента А на входе в РИС-Н адиабатически при осуществлении необратимой экзотермической реакции А R.

Тепловой эффект химической реакции

.

Степень превращения

.

Температура проведения реакции

.

Теплоёмкость

.

1 Составим тепловой баланс реактора:

,

Где

.

2 Выразим из последнего выражения

:

;

.

Задача 17

Определить количество теплоты, которое необходимо отводить в РИС-Н при проведении в нём обратимой экзотермической реакции А+BR+18000

, с тем, чтобы обеспечить максимальную степень превращения реагента А( ).

Температура реакционной смеси на входе в реактор

.

Теплоёмкость

.

Известна также экспериментальная зависимость, представленная в таблице 6.

Таблица 6 – Экспериментальная зависимость степени превращения

от температуры Т

	5	15	25	35	40	42	45	55	65
	0,18	0,31	0,46	0,56	0,58	0,60	0,59	0,49	0,38

1 Из экспериментальной зависимости, представленной в таблице 6, видно, что максимальная степень превращения реагента А достигается только при температуре реакционной смеси, равной 42

. Для этой температуры и будем производить все дальнейшие расчёты.

2 Принимаем, что реактор работает в политропическом режиме

3 Составим уравнение теплового баланса для реактора, работающего в политропическом режиме:

;

.

.

преобразуем последнее выражение к следующему виду:

,

Откуда

;

Следовательно, режим работы реактора должен быть адиабатическим.

Задача 18

Определить объёмные расходы реагентов

и в РИС-Н при проведении реакции А+В=R+S. Объём РИС-Н

л; ;

; ; ; .

1 Составим алгоритм расчёта:

Рисунок 10 – Схема расчёта

2 Определим начальные концентрации компонентов А и В в смеси:

Принимаем

;

;

;

;

3 Определим концентрации реагентов А и В в реакционной смеси:

,

Откуда

;

;

,

Откуда

;

;

;

;

;

.

4 Определим скорость химической реакции:

;

.

5 Определим время пребывания реакционной смеси в аппарате:

;

(1 200 000 с).

6 Определим объёмные расходы реагентов А и В:

;

;

;

.

Задача 19

Скорость превращения в реакции А 2R описывается кинетическим уравнением первого порядка

.

Вычислить среднее время пребывания реагирующей смеси, необходимое для достижения

в К-РИС из четырёх реакторов (N=4).

Какое время пребывания реакционной смеси потребовалось бы для достижения такой же степени превращения

в РИС-Н?

1 Определим среднее время пребывания реагирующей смеси в К-РИС:

,

где

- время пребывания реагирующей смеси в одном реакторе.

;

( ),