166710 (625090), страница 5

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

По полученным данным делаем вывод, что реакция первого порядка

Порядок реакции, определяемый графическим методом. Построим графическую зависимость С=f ( ):

Рис. 5. Зависимость концентрации от времени.

Построим график зависимости ln( )=f(lnC)

Рис. 6. Зависимость логарифма концентрации от логарифма скорости реакции.

7.2 Определение энергии активации графически-аналитическим методом

Определение энергии активации аналитическим методом.

Определение энергии активации графическим методом.

Таблица 17. Исходные данные

Рис. 7. Зависимость логарифма концентрации от обратной температуры.

По графику определяем

lnА₀=0,9 А₀=-0,11

Определим погрешность:

Запишем кинетическую модель для данной реакции:

Вывод: В результате проведенных аналитических и графических расчетов установили что реакция первого порядка. Порядок совпадает с молекулярностью. Е_акт= .Данной реакции соответствует следующая кинетическая модель:

VIII. Расчет основного аппарата

Задачу кинетического расчета составляет либо расчет времени реакции или объема реактора, выходных параметров потока реактантов. Для кинетического расчета необходимо знать:

1. кинетическое уравнение реакции в интегральной и дифференциальной форме для заданной температуры;

2. тип реактора, в котором предполагается осуществить реакцию.

Общие решения указанных задач возможно проводить для реакторов РИС-Н, РИВ, К-РИС-Н.

Выбор типа реактора для проведения той или иной реакции влияет на ее интенсивность и селективность. При выборе оптимального типа реактора необходимо учитывать все кинетические особенности и механизм реакции, факторы теплопередачи, затраты материалов и т.д.

8.1 Сравнительный расчет идеальных реакторов различного типа

Задание: Использую проектное уравнение рассчитать и сравнить объемы РИС-Н и РИВ. Определить интенсивность реакторов. При заданном числе реакторов одинакового объема, используя графический метод рассчитать объем реактора РИС-Н при последовательном соединении (каскад реакторов), а также их общий объем.

Сравнить объемы РИВ, РИС-Н и К-РИС-Н и сделать вывод об их интенсивности.

Дано:

Таблица 18. Исходные данные

Рассчитаем объем РИС-Н

А:В=1:1,1 => С_В=1,1^. С_А

л

8.1.2. Рассчитаем объем РИВ

Сделаем замену:

1–Х_А=t

-dX_A=dt =>

л

Рассчитаем объем К-РИС-Н

Х_А=0,7

Х_А1=0,1 С_А1=2,25 23,4

Х_А2=0,2 С_А2=2 18,5

Х_А3=0,3 С_А3=1,75 14,1

Х_А4=0,4 С_А4=1,5 10,4

Х_А5=0,5 С_А5=1,25 7,2

Х_А6=0,6 С_А6=1 4,6

Х_А7=0,7 С_А6=0,75 2,6

Строим графическую зависимость

При m=3 получим:

Рис. 8. Зависимость скорости реакции от концентрации.

По графику найдем среднее время пребывания реагентов в первом реакторе:

минут или 6,06 секунд

л

л

Рассчитаем интенсивность этих реакторов для их сравнения

сек^-1

сек^-1

сек^-1

Вывод: Таким образом в ходе проведенных расчетов установили что минимальный объем имеет реактор К-РИС-Н (0,354 литра). Интенсивность реактора К-РИС-Н выше.

8.2 Расчет реальных реакторов с учетом функции распределения времени пребывания

Задание: С учетом функции распределения частиц по времени пребывания рассчитать среднюю конечную концентрацию С_А и среднюю степень превращения Х_А.

Дано:

Таблица 19. Исходные данные

Таблица 20. Исходные данные

С_А,0=0,105

Характеристическое уравнение, определяющее концентрацию реагента в элементарном объеме в зависимости от порядка реакции имеет вид для реакции первого порядка:

Рассчитаем среднюю степень превращения

=1–0,67=0,33

Найдем конечную среднюю концентрацию:

Вывод: Таким образом в ходе проведенных расчетов установили что средняя степень превращения и средняя конечная концентрация отличаются от мгновенных значений

8.3 Расчет в произвольной системе реакторов идеального смешения и идеального вытеснения

Реакторы идеального смешения периодического действия РИСП и РИВ относятся к интегральным реакторам, а РИС-Н к дифференциальным.

В интегральных идет непрерывное изменение параметров по длине реактора или по времени.

В дифференциальных реакторах происходит скачкообразное изменение параметров по объему реактора, а параметры по времени остаются постоянными.

Последовательное соединение РИВ используется для повышения интенсивности процесса и повышения производительности.

Эти расчеты можно использовать для расчета размеров реакторов.

Параллельное соединение РИВ используют для увеличения мощности производства. Важным условием параллельной схемы является одинаковый состав реакционной массы в потоках.

Задание: Определить производительность по продукту реакции при заданной схеме соединения реакторов РИС-Н, РИВ. Установить какая из схем соединений является наиболее эффективной.

Дано:

Таблица 21. Исходные данные

Рассмотрим параллельную схему соединения РИС-Н и РИВ

РИС-Н

РИВ

V₂

С_А

С_А,0

С

V₁

_А,1=С_А,2=С_А,n

Материальный баланс для РИС-Н имеет вид:

Это уравнение по реагенту А запишется в виде:

Текущая концентрация реагента В с учетом стехиометрии равна:

С_В=С_В,0 – 2(С_А,0 – С_А,1)

Т.к. С_А,1=С_А =>

Выразим из полученного уравнения G_0,1 через реагент А:

Т.к. время пребывания реагента А в РИС-Н равно:

Время пребывания в РИВ рассчитываем по уравнению:

После интегрирования данного уравнения получаем:

Выразим отсюда G_0,2:

G₁=G_0,1+G_0,2

(1)

Подставим это значение в уравнение (1) и выразим С_А:

Отсюда С_А=1,550000000001 или 1,55

Производительность по веществу С.

Характеристики

Список файлов курсовой работы