3.4 Задание

3.4.1 Определить изменение концентрации компонентов А и В во времени для реакции (3.1) при проведении ее в реакторах различного типа: РИВ, РИС и каскад РИС, используя программу № 4 (Приложение А) и исходные данные, приведенные ниже. Построить зависимость для РИВ с теоретическим значением константы скорости реакции и с эксперимен­тально полученной, приведенной в таблице. Сравнить данные расчетов. Определить степень превращения Х_А и выход целевого продукта Ф_R, используя теоретическое значение константы скорости реакции. Срав­нить эффективность работы реакторов и предложить тип реактора для проведения данной реакции. Обосновать выводы.

Исходные данные:

- константа реакции k = 0,08 л/(моль с);

- время пребывания = 600 с;

- объем реактора V=l л;

- объемный расход реакционного потока л/с;

- начальные концентрации определяются по формулам: и , что соответствует различному отношению объемов компонентов А и В (1: N-1). Параметр N выбрать из таблицы 3.1 согласно номеру варианта.

Таблица 3.1 – Варианты заданий

Номер варианта	1	2	3	4	5	6	7	8	9
N	2	3	4	5	6	7	8	9	10
k экспер	0,085	0,090	0,083	0,075	0,078	0,086	0,091	0,084	0,077
, с	100	110	120	130	140	150	160	180	200

3.4.2 По графику C_A=f( ) определить время пребывания, при котором достигается такая же степень превращения, как и в РИС при =600. Сравнить объемы реакторов V_РИВ/V_РИС. Сделать необходимые выводы.

3.4.3 Рассчитать реакторы идеального смешения и идеального вытеснения для параллельной реакции (3.2), используя программу № 5 (Приложение А) и исходные данные:

k₁ =l,692^.10^-4 1/с;

k₂= 1,708^.10^-41/с; моль/л;

объемный расход реакционного потока v₀=0,005 л/с.

Время пребывания указано в таблице согласно номеру варианта.

Определить степень превращения Х_А, выход продукта Ф_R в различных реакторах при заданном времени пребывания. Сравнить эффективность реакторов по этим технологическим критериям. Определить время пре­бывания и выход целевого продукта в различных реакторах при дости­жении одинаковых степеней превращения. По заданному расходу пото­ка вычислить объемы реакторов, сравнить полученные данные, сделать необходимые выводы.

3.5 Контрольные вопросы

1. Какие реакторы идеального типа вы знаете? Чем они характеризуются?

2. Сформулируйте основные допущения модели каскада реакторов идеального смешения.

3. Назовите основные технологические критерии реакционных процессов.

4. В каких случаях применяется такой показатель, как селективность?

5. Назовите область применения идеальных моделей для расчета химических реакторов.

6. Какую роль играет кинетика химического процесса при выборе типа реактора?

7. Укажите основные недостатки и достоинства реакторов периодического действия. В каких производствах чаще всего встречаются такие реакторы?