Общая химическая технология. Брянкин К.В - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

где w – линейная скорость движения реакционной смеси в реакторе;l – длина (длина пути, пройденного эле-
ментом объема реакционной смеси в реакторе).
Так как в идеальном реакторе каждый элемент объема реакционной смеси не смешивается ни с предыду-
щими, ни с последующими объемами, а также отсутствует радиальное перемешивание (нет ни продольной, ни ради-
альной диффузии, а молекулярная диффузия мала), то
0
2
2
2
2
2
2
=
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
z
C
y
C
x
C
D
AAA
.
С учетом вышесказанного, уравнение (1.7) для реактора идеального вытеснения принимает вид
A
AA
r
l
C
w
C
+
∂
∂
−=
∂
∂
τ
. (2.14)
Это уравнение материального баланса является математическим описанием потока реагента в реакторе
идеального вытеснения при нестационарном режиме (когда параметры процесса не только меняются по длине
реактора, но и непостоянны во времени). Подобный режим характерен для периодов пуска и остановки реакто-
ра. Член дС
А
/дτ характеризует изменение концентрации А во времени для данной точки реактора, т.е. накопле-
ние вещества А в этой точке.
Стационарный режим характеризуется тем, что параметры в каждой точке реакционного объема не меня-
ются во времени (дС
А
/дх = 0). В этом случае уравнение (2.14) принимает вид
A
A
r
dl
dC
w =
. (2.15)
Если объем реакционной смеси не меняется в процессе, то
ААA
dХСdC
0,
−
=
.
Но в любой момент времени х имеем wddl =τ или τwddl
=
.
Подставив полученное значение для dC
A
и dl в уравнение (2.15), находим
A
А
А
r
dХ
Сd
−
=
0,
τ . (2.16)
После интегрирования уравнения (2.16) в пределах изменения степени превращения от 0 до Х
А
получаем
∫
−
=
А
Х
A
А
А
r
dХ
С
0
0,
τ . (2.17)
Из полученных данных видно, что уравнение для РИВ в общем виде такое же, как и для РИС-П [уравнения
(2.8) – (2.10)], поэтому для РИВ при различных значениях п можно записать
()
∫
−
=
−
=
А
Х
п
А
А
п
А
пп
Х
dХ
kС
0
1
0,
1
1
τ
; (2.18)
k
ХС
АА
п
0,
0
τ =
=
; (2.19)
А
п
Хk −
=
=
1
1
ln
1
τ
1
. (2.20)
Для реакций, порядок которых отличен от нуля и единицы, пользуются графическим методом, который опи-
сан применительно к РИС-П. При этом
SСdХ
r
С
АА
Х
A
А
А
0,
0
0,
1
τ =
−
=
∫
, (2.21)
где
0
0
τ1
А,
А
Х
A
С
dХ
r
S
А
=
−
=
∫
. (2.22)
В уравнениях для РИС-П величина τ – время проведения реакции от загрузки исходного реагента до вы-
грузки продуктов реакции, а в уравнениях для РИВ τ – время, в течение которого реакционная смесь проходит
через РИВ от входа в реактор до выхода из него.
Если в процессе реакции происходит изменение объема реакционной смеси, то в уравнения (2.16) и (2.17)
необходимо подставить значение скорости реакции с учетом изменения объема реакционной смеси

Страницы