8. Используем программу лабораторного практикума кафедры охт для определения время пребывания в каждом слое катализатора и суммарное время пребывания.

Задаем:

С_SO2 = 0,08

C_O2 = 0,134

Р= 1 атм

Тад = 240,65к

и получаем результат:

Слой	τ рив, с	τ рис, с
1	0.349	0.516
2	0.227	0.469
3	0.225	0.346
4	0.482	0.981
Σ	1,283	2,312

9 Расчет объема катализатора в каждом слое и суммарный объем.

V(катализатора) = V_о * t _p

Определяем объемный расход реагентов V_o

Для этого найдем V_SO2

1 Кмоль so2 - 1 кмоль н2so4 ;

22,4 м³ SO₂ - 98 кг Н₂SО₄

Х м³ SO₂ - 1*10⁶ кг/сутки Н₂SO₄ (производительность)

V_SO2 = Х = 228571.43 м³/сутки = 2.65 м³/с

2.65 м³/с – 8 %

X - 100% , где Х = V_o = 33.07 м³/с

Где V_o– объемный расход (или объемная скорость) м³/сек

Тогда для каждого слоя катализатора:

слой	Vрив , м^3	Vрис , м^3
1	11.54143	17.06412
2	7.50689	15.50983
3	7.44075	11.44222
4	15.93974	32.44167
Σ	42.43	76.45

10 Сравнение протекания реакции в реакторах с различными режимами. Выводы.

При протекании реакции в реакторе с неподвижными слоями катализатора суммарное время пребывания и суммарный объем катализатора меньше, чем в реакторе с кипящими слоями катализатора т.е.:

τ рив = 1,283 с < τ рис = 2,312 с;

Vрив = 42.43 м³ < Vрис = 76.45 м³.

Поэтому можно сделать вывод о том, что для экономии времени , расхода катализатора и интенсификации процесса при одинаковом объемном расходе реагентов V_o преимущественно можно проводить процесс в реакторе с неподвижными слоями катализатора.

Проведенное сравнение показывает, что в ряде случаев для достиже­ния высокого выхода целевого продукта эффективнее реактор идеаль­ного вытеснения, а иногда реактор идеального смешения. Если порядок целевой реакции превышает порядок побочной па­раллельной реакции (n_цел > n_поб), то выход целевого продукта выше в реакторе идеального вытеснения. Если порядок целевой реакции меньше порядка побочной реакции (n_цел < n_поб), более высокое значение выхода целевого продукта достига­ется в реакторе идеального смешения

При сравнении не учитывался ряд факторов, ограничивающих при­менение аппаратов, работающих в режиме, близком к идеальному вы­теснению. К ним следует отнести, например, большое гидравлическое сопротивление трубчатых реакторов, трудность чистки таких аппа­ратов и т. д. Конструктивно проточные аппараты с интенсивным пере­мешиванием проще, но обладают тем характерным недостатком, что в них устанавливается низкая концентрация исходного реагента (равная конечной) и, следовательно, низкой будет скорость химической реак­ции. Чтобы использовать преимущества реакторов смешения и в тоже время поддерживать в реакционной системе более высокие концент­рации реагентов, можно создать каскад реакторов идеального смеше­ния путем последовательного включения нескольких реакторов.