Время пребывания, распределение времени пребывания, перемешивание в химических реакторах

Задача 4-1. В реальном реакторе проводится жидкофазная необратимая реакция первого порядка с изменением плотности реакционной смеси (увеличивается в 1,18 раза при xa = 1,0). Опыты с трассером дали следующие результаты:

В реальном реакторе проводится жидкофазная необратимая реакция первого порядка

Определить степень превращения ХА при k = 1,2-10-2 1/с, если действительное время пребывания в реакторе совпадает с действительным временем в опытах с трассером.

Скачать решение задачи 4-1

Задача 4-2 Реакция гидролиза А + B -> продукты описывается кинетическим уравнением второго порядка с константой скорости k = 0,11 1/с (1/кмоль/м3). Плотность реакционной системы в ходе реакции не меняется. Продукты в исходной смеси отсутствуют. Концентрации веществ в исходном растворе: CA0= 1,5-10-2 кмоль/м3; СB0=5,1-10-2 кмоль/м3. Данные опытов с трассером при той же скорости подачи, что и при проведении реакции (vо = 4-10-4 м3/с):

Реакция гидролиза А + B -> продукты описывается кинетическим уравнением

Определить степень превращения вещества А, используя формулу , и рассчитать объем реактора.

Скачать решение задачи 4-2

Задача 4-3. Обратимая реакция А <-(k1, k2)-> В протекает в трубчатом реакторе при постоянных значениях плотности, вязкости и температуры реакционной смеси. В начальный момент времени концентрация вещества В в системе равна нулю. Среднее время пребывания т = 300 с. Константы скорости прямой и обратной реакции равны k1=6,5-10-3 1/с и k1/=1,2-10-3 1/с. Определить степень превращения xa при ламинарном режиме (диффузией можно пренебречь). Сравнить полученную величину превращения со степенью превращения, рассчитанной для реактора идеального вытеснения.

Скачать решение задачи 4-3

Задача 4-4. В реальном реакторе предполагается проводить последовательную реакцию А –(k1)-> R –(k2)-> S, где k1 = 1,5-10-2 1/с и k2 = 0,3-10-2 1/с. Начальные концентрации продуктов СR0 = CS0=0. На основании опытов с трассером получены следующие результаты:

В реальном реакторе предполагается проводить последовательную реакцию

Какой из этих двух режимов лучше использовать для достижения наибольшего выхода по продукту К? Объяснить полученный результат. Рассчитать для этих двух режимов выход по продукту К, а также максимальный выход в идеальном реакторе.

Скачать решение задачи 4-4

Задача 4-5. Используя общую формулу , определить степень превращения вещества А в необратимой реакции второго порядка А + В —(k1)-> R + S при условии, что начальные концентрации имеют следующие значения: СA0 = СB0, СR0 = СS0 = 0. Реакция протекает в параллельной схеме аппаратов (рис. 4-2), составленной из реактора идеального смешения и реактора идеального вытеснения, причем после каждого аппарата степень превращения одинаковая. Принять
Определить соотношение объемов реакторов и сравнить найденное значение хл со степенью превращения, которая получается при использовании уравнений материального баланса, если объемные скорости подачи для каждого реактора оставить прежними. Объяснить результат.

степень превращения вещества А в необратимой реакции второго порядка А + В —(k1)-> R + S

Скачать решение задачи 4-5

Задача 4-6. Используя уравнение  показать, что в случае необратимой реакции первого порядка степень превращения, рассчитанная для системы, состоящей из реактора идеального смешения и реактора идеального вытеснения (рис. 4-3 и 4-4) остается одинаковой независимо от того, какой реактор в цепочке поставить первым.

Используя уравнение  показать, что в случае необратимой реакции первого порядка степень превращения

Скачать решение задачи 4-6

Задача 4-7. Используя формулу  найти выражение для степени превращения, если система составлена из четырех последовательно соединенных реакторов идеального смешения одинакового объема, в которых протекает необратимая реакция первого порядка. Записать уравнения для E(0) и среднего времени пребывания.

Скачать решение задачи 4-7

Задача 4-8. Используя общую формулу  определить степень превращения для необратимой реакции, описываемой уравнением - r А = 1,4-10-3 Сд5 кмоль/(м3-с). Реакция протекает в системе последовательно соединенных реакторов идеального смешения и идеального вытеснения; CA0= 2,40 кмоль/м3; твыт =620 с; тсм=480 с. Изменение плотности реакционной смеси в ходе реакции не происходит.
Сравнить найденную величину со степенью превращения, которая получается при использовании уравнений материального баланса систем с последовательным соединением: 1) реактора идеального смешения и реактора идеального вытеснения; 2) реактора идеального вытеснения и реактора идеального смешения.

Скачать решение задачи 4-8

Задача 4-9. На основании опытов с трассером, проведенных для реального реактора, получены следующие данные:

На основании опытов с трассером, проведенных для реального реактора, получены следующие данные:

При проведении необратимой реакции первого порядка без изменения плотности реакционной смеси в реакторе идеального вытеснения и той же скорости подачи, что и в случае опытов с трассером, степень превращения составляет ХА =0,728 (объем реактора идеального вытеснения равен объему реального реактора).

При проведении необратимой реакции первого порядка без изменения плотности реакционной смеси в реакторе

Рассчитать степень превращения: 1) по экспериментальным данным с трассером; 2) для диффузионной модели; 3) для модели последовательно соединенных реакторов идеального смешения.

Скачать решение задачи 4-9

Задача 4-10. На основании опытов с трассером, проведенных для реального реактора, получены следующие данные:

На основании опытов с трассером, проведенных для реального реактора, получены следующие данные:

Для обратимой реакции А <-(k, k1)-> В (где k1=2-10-2 1/c, k1=2-10-3 1/c), которая проводится в реальном реакторе объемом V = 0,490 ма при скорости подачи vо = 4,5-10-3 м3/с (та же скорость подачи использовалась и в опытах с трассером), определить степень превращения:
1) по экспериментальным данным с трассером;
2) для модели реактор идеального смешения + «застойная зона» объем «застойной зоны» рассчитать на основании опыта с трассером);
3) для модели реактор идеального смешения -(- байпас, -если скорость подачи в линию байпаса составляет 4% от общей скорости;
4) для той же модели, если скорость подачи в линию байпаса составляет 8% от общей скорости. Считать, что начальная концентрация продукта равна нулю.

Скачать решение задачи 4-10

Задача 4-11. При проведении обратимой реакции А <-(k, k1)-> В + S (k1 = 2,8-10-2 1/с, k1/ = 0,5-10-2 1/с) концентрации веществ В и S в начальный момент времени (СB0, и СS0) равны нулю. Данные опытов с трассером для реального реактора:

концентрации веществ В и S в начальный момент времени (СB0, и СS0) равны нулю. Данные опытов с трассером для реального реактора:

Определить:
1) степень превращения вещества А в данной реакции, если скорость подачи такая же, как и в опытах с трассером;
2) соотношение Vs/V для модели реактор вытеснения + «застойная зона» (рис. 4-7);
3) степень превращения вещества А для указанной выше модели, если плотность реакционной системы увеличивается на 10% при xa = 1 (скорость подачи оставить прежнюю).

Скачать решение задачи 4-11

Задача 4-12. Определить форму кривых и дать выражение функций распределении Е и I для модели, представленной на рис. 4-9.

Определить форму кривых и дать выражение функций распределении Е и I для модели, представленной на рис. 4-9

Скачать решение задачи 4-12

Задача 4-13. Проводится необратимая реакция второго порядка А + В –(k)-> продукты. Начальные концентрации веществ равны CA0=CB0 = 0,021 кмоль/м3, константа скорости реакции k= 3,7-10-2 1/c (1/кмоль/м3). Продукты реакции в исходной смеси отсутствуют, Используется реальный реактор, для которого при одной и той же скорости подачи опыты с трассером дали следующие результаты:

Проводится необратимая реакция второго порядка А + В –(k)-> продукты. Начальные концентрации веществ равны

Среднее время пребывания при проведении опытов с трассером т = 920 с. Определить степень превращения, используя данные опытов с трассером Является ли данный реактор «закрытой системой»? Будет ли действительная степень превращений отличаться от величины, рассчитанной по формуле?

Скачать решение задачи 4-13

Яндекс.Метрика Rambler's Top100 www.megastock.com Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 000000000000
Проверить аттестат