Тема 8. Реакторы химических производств
1.Сравнить объемы РИВ и РИС непрерывного действия для достижения одной и той же степени превращения Х: 0,1; 0,5; 0,9 при проведении реакции первого порядка, если за время τ в РИС периодического действия достигается степень превращения Ха (константа скорости реакции k = 1,0 сек-1).
Показатель |
В А Р И А Н Т |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
τ, сек |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
110 |
120 |
130 |
140 |
Xа |
0,51 |
0,62 |
0,53 |
0,54 |
0,55 |
0,56 |
0,57 |
0,58 |
0,59 |
0,60 |
Тема 9. Моделирование химических реакторов.
Для изучения технологии работы в электронных таблицах Excel вам предлагается решить задачу моделирования химических реакторов.
Постановка задачи.
В химическом реакторе проводится сложная последовательная химическая реакция:
.
Известны константы скоростей стадий химической реакции:
K1=1,0; K2=0,25
и начальные концентрации реагирующих веществ:
Cа0 = 100; Cр = 0; Cs = 0.
Исследования функционирования реактора.
Изучить зависимости концентраций реагирующих веществ от времени пребывания t в диапазоне от 0 до 10, построив таблицы и графики соответствующих функций.
Найти время пребывания, при котором достигается максимальный выход веществ P.
Сравнить эффективность функционирования реактора при постоянном значении K1=1 и значениях K2=0,1; K2=0,9; K2=10.
Сравнить эффективность функционирования реактора идеального смешения и идеального вытеснения.
Математическая модель
Реактор идеального смешения.
Оптимальное время
пребывания:
-
К о н ц е н т р а ц и я, г/л
Время
(мин)
Са
СR
Сs
0
100,0
0,0
0,0
1
50,0
40,0
10,0
2
33,3
44,4
22,2
3
25,0
42,9
32,1
4
20,0
40,0
40,0
5
16,7
37,0
46,3
6
14,3
34,3
51,4
7
12,5
31,8
55,7
8
11,1
29,6
59,3
9
10,0
27,7
62,3
10
9,1
26,0
64,9
Максимальное время пребывания
2,0
Максимальная концентрация СR
44,4
Реактор идеального вытеснения
Оптимальное
время пребывания:
-
К о н ц е н т р а ц и я
Время
(мин)
СА
СR
СS
0
100,0
0,0
0,0
1
36,8
54,8
8,4
2
13,5
62,8
23,6
3
5,0
56,3
38,7
4
1,8
46,6
51,6
5
0,7
37,3
62,0
6
0,2
29,4
70,3
7
0,1
23,0
76,9
8
0,0
18,0
82,0
9
0,0
14,0
86,0
10
0,0
10,9
89,1
Максимальное время пребывания
1,8
Максимальная концентрация СR
62,8
