6.3 Задание

Последовательная реакция проводится в ре­альном реакторе без изменения плотности реакционной смеси. Опыты с трассером при объемной скорости, равной скорости подачи реакцион­ной смеси, приведены на рисунке 6.1.

6.3.1 Используя программу к лабораторной работе № 6 (Приложение А), рассчитать выход по продукту S на основании опытов с трассером. Известно, что для последовательной реакции характеристическое уравнение имеет вид:

(6.6)

6.3.2 Построить модель реактора (записать уравнения материаль­ного баланса). В качестве модели принять реактор идеального смеше­ния с байпасом.

Показать, что для реактора смешения концентрация по продукту S может быть определена из уравнения:

(6.7)

где время пребывания в реакторе идеального смешения.

Рисунок 6.1 – Схема модели

Учитывая долю байпаса находим концентрацию продукта S для модели:

(6.8)

Выход по продукту S определяется по уравнению:

(6.9)

6.3.3 Выполнить расчеты на модели с исходными данными, приведенными ниже, с различными значениями параметра модели в заданном интервале. Сравнить расчетное значение выхода продукта S с полученным для реального аппарата. С каким значением параметра модель лучше всего описывает реальный реактор? Сделать выводы по работе.

Исходные данные:

k₁ =0,01 c^-1; k₂=0,007 c^-1 – константы скорости реакции;

= 0; = 0 – начальные концентрации компонентов R и S со­ответственно.

Экспериментальные значения времени пребывания и концентрации трассера приведены в таблице 6.1 по вариантам.

Таблица 6.1 – Варианты заданий

Номер варианта Номер опыта	1		2		3		4		5
	·0,1	С	·0,1	С		С		С		С
1	1	15,4	22	63	0	4,6	1	60	1	87
2	3	16,2	24	58	5	4,5	2	62	2	85
3	5	16,0	26	53	10	4,2	3	58	3	81
4	7	14,8	28	43	15	3,8	4	42	4	79
5	9	10,2	30	35	20	2,7	5	32	5	77
6	11	7,9	32	28	25	1,8	6	27	6	73
7	13	6,3	34	22	30	1,1	7	21	7	68
8	15	5,2	36	17	35	0,7	8	18	8	65
9	17	4,3	38	13	40	0,4	9	15	9	61
10	19	3,6	40	10	45	0,2	10	13	10	57
11	21	3,0	42	8	50	0,1	11	11,5	11	51
12	23	2,5	44	6	55	0,0	12	10	12	43
13	25	2,0	46	5			13	8,5	13	32
14	27	1,8	48	4			14	7	14	27
15	29	1,5	50	2			15	6	15	21
16	31	1,2	52	0			16	5	16	17
17	33	0,8					17	4	17	12
18	35	0,6					18	3,5	18	8
19	37	0,4					19	3	19	5
20	39	0,3					20	2,5	20	3
21	41	0,2					21	2	21	1
22	43	0,1					22	1,5	22	0
23	45	0,1					23	1
24	47	0,1					24	0,5
25	49	0,0					25	0,0

Продолжение таблицы 6.1

Номер варианта Номер опыта	6		7			8		9		10
	·0,1	С	·0,1		С		С		С		С
1	1	25,3	22	84		0	8,4	1	36,8	1	78
2	3	24,2	24	80		5	8,0	2	31,9	2	71
3	5	22,0	26	73		10	7,2	3	27,6	3	65
4	7	20,8	28	69		15	6,8	4	21,8	4	61
5	9	16,2	30	61		20	6,3	5	18,5	5	59
6	11	12,9	32	58		25	5,8	6	15,0	6	50
7	13	11,3	34	49		30	5,1	7	12,4	7	47
8	15	9,2	36	41		35	4,7	8	10,6	8	41
9	17	8,3	38	36		40	4,4	9	0,9	9	38
10	19	7,6	40	27		45	3,2	10	0,8	10	32
11	21	6,0	42	21		50	2,7	11	0,6	11	25
12	23	5,5	44	17		55	2,3	12	0,5	12	19
13	25	4,1	46	12		60	2,0	13	0,3	13	11
14	27	3,8	48	10		65	1,5	14	0,2	14	8,5
15	29	3,5	50	8		70	1,1	15	0,1	15	7,3
16	31	3.2	52	6		75	0,8	16	0,1	16	6,2
17	33	2,8	54	4		80	0,5	17	0,0	17	5,1
18	35	1,6	56	3		85	0,3			18	4,2
19	37	1,4	58	1		90	0,1			19	3,6
20	39	0,9	60	0		95	0,0			20	2,9
21	41	0,8								21	2,0
22	43	0,6								22	1,1
23	45	0,5								23	0,8
24	47	0,3								24	0,5
25	49	0,1								25	0,1