лаб 3.2
.docx
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«МИРЭА – Российский технологический университет»
РТУ МИРЭА
|
Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова |
|
(наименование Института)
|
Кафедра общей химической технологии |
|
(наименование кафедры)
Лабораторная работа №3.2
Моделирование и исследование протекания сложной реакции в реакторе идеального вытеснения
Вариант 21
Работу выполнила
Студентка группы ХБМО-02-20
Иванова Елена Анатольевна
Руководитель работы
Кацман Евгений Александрович
Москва, 2020
Цель и задача работы
Необходимо изучить влияние времени пребывания и температуры на работу реактора идеального вытеснения. Для этого расчеты проводятся при пяти значениях каждого параметра. Это означает, что для каждого значения одного параметра расчет проводится для пяти значений другого.
Теоретическая часть
Математическое описание в этой работе состоит из системы дифференциальных уравнений с начальными условиями и расчетные формулы (уравнения Аррениуса для расчета каждой константы скорости и формулы для расчета характеристик реакции).
Схема реакции:
Параметры уравнения Аррениуса:
№ стадии |
Ea |
k0 |
1 |
68124 |
7,29E+09 |
2 |
78350 |
2,35E+10 |
3 |
86747 |
5,34E+11 |
Результаты заносятся в таблицу 1.
Экспериментальные данные
Таблица 1. Результаты расчета для реактора идеального вытеснения
T, K |
k1 |
k2 |
k3 |
t, c |
c1 |
c2 |
c3 |
c4 |
P |
R |
S |
323 |
7,01E-02 |
5,01E-03 |
5,00E-03 |
10 |
0,5389 |
0,5625 |
0,01613 |
0,04125 |
0,551 |
0,469 |
0,851 |
323 |
20 |
0,242 |
0,7876 |
0,05087 |
0,05978 |
0,798 |
0,656 |
0,822 |
|||
323 |
30 |
0,1087 |
0,8625 |
0,09263 |
0,06809 |
0,909 |
0,719 |
0,79 |
|||
323 |
40 |
0,0488 |
0,8713 |
0,1363 |
0,07183 |
0,959 |
0,726 |
0,757 |
|||
323 |
50 |
0,02192 |
0,8516 |
0,1795 |
0,07351 |
0,982 |
0,71 |
0,723 |
|||
333,5 |
1,80E-01 |
1,49E-02 |
1,66E-02 |
10 |
0,1418 |
0,8097 |
0,08357 |
0,08246 |
0,882 |
0,675 |
0,765 |
333,5 |
20 |
0,01675 |
0,7936 |
0,2053 |
0,0922 |
0,986 |
0,661 |
0,671 |
|||
333,5 |
30 |
0,001979 |
0,6952 |
0,3161 |
0,09336 |
0,998 |
0,579 |
0,58 |
|||
333,5 |
40 |
0,0002338 |
0,6005 |
0,4122 |
0,09349 |
1 |
0,5 |
0,501 |
|||
333,5 |
50 |
0,00002762 |
0,5177 |
0,4952 |
0,09351 |
1 |
0,431 |
0,431 |
|||
348 |
4,34E-01 |
4,08E-02 |
5,09E-02 |
10 |
0,005686 |
0,6948 |
0,2725 |
0,1135 |
0,995 |
0,579 |
0,582 |
348 |
20 |
0,00002694 |
0,4655 |
0,5064 |
0,114 |
1 |
0,388 |
0,388 |
|||
348 |
30 |
1,276E-07 |
0,3096 |
0,6623 |
0,114 |
1 |
0,258 |
0,258 |
|||
348 |
40 |
6,048E-10 |
0,206 |
0,766 |
0,114 |
1 |
0,172 |
0,172 |
|||
348 |
50 |
2,866E-12 |
0,137 |
0,8349 |
0,114 |
1 |
0,114 |
0,114 |
График 1. Зависимость степени превращения от времени пребывания в реакторе.
График 2. Зависимость выхода от времени пребывания в реакторе.
График 3. Зависимость селективности от времени пребывания в реакторе.
График 4. Зависимость концентрации от времени пребывания при основной температуре (323 К).
Обработка результатов
Варьируя значения времени и температуры с заданным шагом, обнаруживается точка с максимальным значением выхода и селективности, что говорит об оптимуме процесса в данной точке.
Вывод
Наиболее оптимальными для реактора идеального вытеснения являются следующие значения T=323, t=40 c, P=0,959, R=0,726, S=0,757.