Оптимизация технологических процессов органического синтеза. Бочкарев В.В. - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

22
,0
или .
1 1
 
A
A
A
A
C
X
k C
X k
(3.18)
Наиболее важными в математических моделях реакторов являют-
ся характеристические уравнения. Они позволяют проводить сравни-
тельные расчеты эффективности того или иного реактора при проведе-
нии в них одинаковых химических реакций. Поясним это на примере.
Пример 3.1. Жидкофазная необратимая реакция первого порядка про-
текает без изменения плотности реагирующих веществ в периодическом ре-
акторе полного смешения. Продукты реакции в исходной смеси отсутствуют.
За время
1
120
с в целевой продукт превращается 20% исходного вещества.
Определить степень превращения при
2
360
с в непрерывнодействующих
реакторах идеального вытеснения и идеального смешения.
Решение. Для ПР и непрерывнодействующего РИВ в случае реакции,
протекающей без изменения плотности реакционной смеси, характеристиче-
ское уравнение имеет один и тот же вид. Для необратимой реакции первого
порядка справедливо следующее равнение
ln 1
A
k X
.
Так как известно, что при
1
120
с степень превращения Х
А,1
= 0,2, то
для
2
степень превращения можно найти из соотношения:
,1
1
2
,2
ln 1
ln 1
A
A
X
X
,
откуда
2 1
/
3
,2 ,1
1 1 1 1 0,20 0,488
A A
X X .
Таким образом, степень превращения в ПР и непрерывнодействующем
РИВ будет одинаковым.
Характеристическое уравнение для РИС
,0
0
A
A
A
V X
C
W r
. Для реак-
ции первого порядка
1
A
A
X
k
X
. Поскольку при
2
левые части уравнений
равны, приравняв правые части характеристических уравнений для ПР и для
РИС можно определить степень конверсии, достигаемую в РИС при
2
:
РИС
ПР
РИС
ln 1
1
A
A
A
X
X
X
, откуда
ПР
РИС
ПР
ln 1
1 ln 1
A
A
A
X
X
X
.
Подставляя в полученное уравнение значение конверсий, достигнутых
в ПР при
1
и
2
получим Х
А,1
= 0,182 и Х
А,2
= 0,401. Как видно из полученных
цифр, за одно и то же время в реакторе идеального смешения достигается су-
щественно меньшая степень конверсии по сравнению с реакторами идеально-
го вытеснения и периодического действия.
Пример 3.2. Для реакции
Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

Страницы