Оптимизация технологических процессов органического синтеза. Бочкарев В.В. - 40 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

40
Таким образом, кроме реакции нулевого порядка, удельная произ-
водительность существенно зависит от степени конверсии, падая до ну-
ля при
1
A
X
или
равн
A A
X X
. Поэтому для полного завершения реак-
ции требуется бесконечно большой объем реактора, что практически
невозможно. Это одна из причин широко распространенного в про-
мышленности неполного превращения реагентов, которые после разде-
ления смеси возвращают на реакцию (рецикл исходных реагентов).
Зависимость удельной производительности реакторов от соотноше-
ния исходных реагентов
Еще один способ воздействия на удельную производительность
реакторов состоит в применении избытка одного из реагентов, если оба
они влияют на скорость реакции. Так для реакции
A Y R S
с
кинетическим уравнением
2
,0
1
A Y A A Y A
r k C C k C X X
получим удельную производительность реактора полного смешения:
2
,РИС ,0
1
R A A Y A
G k C X X
. Применяя избыток второго реаген-
та Y, можно при той же конверсии повысить удельную производитель-
ность. Так, при
,0
1
A
C
,
1
Y
и
0,9
A
X
имеем:
2
,РИС
1 1 0,9 1 0,9 0,01
R
G k k
. При
0,9
A
X
и
1,5
Y
полу-
чим:
2
,РИС
1 1 0,9 1,5 0,9 0,06
R
G k k
, т. е. удельная произво-
дительность возрастает в шесть раз. Если же удельную производитель-
ность сохранять постоянной, то увеличение избытка второго реагента Y
приводит к увеличению степени конверсии. Например, сохранив
,РИС
0,01
R
G k
, при
1,5
Y
получим:
2
0,01 1 1
A Y A
k k X X
,
или
2
0,01 1,5 2,5
A A
X X
,
откуда
2,5 6,25 4 1,49 2 0,98
A
X
.
Прием введения избытка более дешевого реагента широко ис-
пользуется в химической технологии (гидролиз хлорпроизводных ще-
лочами, гидрирование органических веществ водородом и т. д.). Для
обратимых реакций этот эффект дополняется смещением равновесия и
возможностью более полного превращения основного реагента в про-
дукты (например, при этерификации).
В связи с изложенным следует отметить, что для газофазных ре-
акций с фиксированным общим давлением и кинетическими уравне-
ниями типа
A Y
r k P P
или
/ 1
A Y A A Y Y
r k P P b P b P
и т. п. удель-
ная производительность реакторов всегда имеет максимум при опреде-
ленном соотношении реагентов.
Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

Страницы