Общая химическая технология. Брянкин К.В - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

k
СС
k
ХС
kС
ХС
АА
А
А
А
А
А
п
−
===
=
0,0,
0
0,
0,
0
τ ; (2.31)
для реакции первого порядка
()
()
А
А
А
п
А
А
А
п
А
А
А
п
Хk
Х
ХkС
ХС
kС
ХС
−
=
−
==
=
1
1
τ
0,
0,0,
1
. (2.32)
Если объем реакционной смеси изменяется в процессе реакции, уравнение (2.30) преобразуется следую-
щим образом:
()
()
п
А
п
А
п
АА
п
АА
А
п
А
А
А
п
А
А
А
ХkС
Х
Х
Х
kС
ХС
kС
ХС
−
−
=
+
−
==
−
1
ε1
ε1
1
τ
1
0,
0,
0,0,
. (2.33)
В реальном реакторе смешения исходная реакционная смесь перемешивается с реакционной смесью, на-
ходящейся в реакторе, не мгновенно, как в РИС-Н, а постепенно, поэтому концентрация исходного реагента по
объему реактора неодинакова и, следовательно, зависимость
(
)
yfС
А
=
непрямолинейна (рис. 2.7, а).
Отклонение реального реактора от идеального можно выразить в виде уравнения
τ
р
/τ
ид
= δ > 1, (2.34)
где τ
р
, τ
ид
– условное время пребывания реакционной смеси для достижения заданной степени превращения Х
А
в реальном и идеальном реакторах; δ – коэффициент отклонения реального реактора от идеального.
2.2.3. Каскад реакторов
Рассмотрим работу нескольких реакторов идеального вытеснения, соединенных последовательно – каскад ре-
акторов идеального вытеснения (К-РИВ), показанных на рис. 2.8.
1 2 3
B
A,0
, C
A,0
Х
A,0
Х
A,1
Х
A,2
Х
A,3
Рис. 2.8. Схема реакторов идеального вытеснения, соединенных последовательно
Обозначим через Х
А,1
и Х
А,2
, … Х
А
,
т–1
, Х
А,т
степень превращения исходного реагента в первом, втором ре-
акторах и т.д. Для m-го реактора в соответствии с уравнением (2.17) можно записать
∫
−
−
=
т
т
Х
Х
А
А
А
т
r
dХ
С
1
,0
τ
.
Решая совместно это уравнение и уравнение (2.13) для реакторов, соединенных последовательно, получаем
....
...
τ
,
0,
,
1,1
1,
0,
0,0
,2,1,
1
0,0
,
0,0,0
выт
∫∫∫∫
∑
−
=
−
++
−
+
−
=
=
+++
===
−
=
тА
А
тА
тА
А
А
А
Х
Х
А
А
Х
Х
А
А
Х
Х
А
А
Х
Х
А
А
А
тrrr
т
i
А
ir
А
r
А
r
dХ
r
dХ
r
dХ
r
dХ
VС
VVV
VС
V
VС
V
С
Следовательно, т реакторов идеального вытеснения общим объемом V
r
обеспечивают такую же степень
превращения исходного реагента, как и один реактор идеального вытеснения такого же объема.
В единичном реакторе идеального смешения не достигается высокая степень превращения, так как кон-
центрация исходных веществ в нем мгновенно снижается до конечного значения и весь процесс протекает при
низкой концентрации. Поэтому очень часто применяют ряд последовательно расположенных РИС-Н – каскад
реакторов (К-РИС, рис. 2.9). Концентрация исходного реагента С
А
в такой системе снижается до конечного зна-
чения не сразу, а постепенно от реактора к реактору (рис. 2.10).

Страницы