Оптимизация технологических процессов органического синтеза. Бочкарев В.В. - 41 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

41
Пример 3.5. Для газофазной реакции
A Y R S

с кинетическим
уравнением
A Y
r k P P
найти общее решение для максимума удельной про-
изводительности реактора полного смешения в зависимости от избытка вто-
рого реагента
Y
и проанализировать его. Сравнить удельную производи-
тельность при
0,9
A
X
и
1
Y
,
, макс
Y
,
5
Y
.
Решение. Для реактора полного смешения при
0
2
,РИС ,0
1
R A A Y A
G k P X X
, причем
общ ,0 ,0 ,0
1
A Y A A Y
P P P P
,
откуда
2
,РИС
2
1
1
общ А Y A
R
Y
k P Х X
G
.
Находим производную и приравниваем ее к нулю:
2
,РИС
2
общ
4
d
1 2 2
1 0
d
1
R
Y Y A Y
A
Y
Y
G
X
k P X
,
2
1 2 1
Y Y A Y
X
, откуда
, макс
2 1
Y A
X
.
Таким образом, максимум удельной производительности достигается
при тем большем избытке второго реагента, чем выше степень конверсии Х
А
.
Сравним удельные производительности при заданных условиях:
1
Y
,
2
2
,РИС
2
1 0,9 0,9
0,0025
1 1
общ
R общ
k P
G k P
;
, макс
2 0,9 1 2,8
Y
,
2
2
,РИС
2
1 0,9 0,9
0,013
1 2,8
общ
R общ
k P
G k P

;
5
Y
,
2
2
,РИС
2
1 0,9 0,9
0,0114
1 5
общ
R общ
k P
G k P
.
Зависимость удельной производительности реакторов от темпера-
туры
Наконец, удельная производительность реакторов сильно зависит
от температуры. Эта зависимость обусловлена зависимостями констант
скорости и равновесия от температуры. Для необратимых реакций кон-
станты скорости и соответственно производительность реакторов рас-
тут с повышением температуры. То же справедливо для обратимых эн-
дотермических реакций, когда повышение температуры ведет к росту,
как константы скорости, так и равновесной степени конверсии реаген-
тов. По-иному обстоит дело у обратимых экзотермических превраще-
ний, когда термодинамика и кинетика предъявляют противоположные
требования к температуре процесса. Действительно, равновесие смеща-
ется здесь в желательную сторону при снижении температуры, что вы-
зывает уменьшение скорости и производительности реактора. Противо-
Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

Страницы