Н.Н. Смирнов, А.И. Волжинский Химические реакторы в примерах и задачах Второе издание, переработанное Под редакцией чл.-корр. АН СССР П.Г. Романкова Ленинград "ХИМИЯ" Ленинградское отделение 1986
Решены следующие задачи
2-08
Графические рассчитать производительность системы по продукту, если известно, что 3 моль исходного вещества дают 1 моль продукта. Кинетическое уравнение -rA=1,8∙10-2CA1,52 кмоль∙м-3∙с-1. Плотность смечи не меняется. При τ=0 продукт отсутствует. Концентрация исходного вещества CA=0,240 кмоль∙м-3. Система состоит из последовательно соединенных реакторов идеального смещения равных объемов (V1=V2=V3). Время пребывания в одном реакторе τ=280 с. Скорость подачи v0=2,4∙10-3 м3∙с-1.
2-10
Обратимая реакция A↔R проходит в реакторе идеального смешивания объемом V=0,85 м3 при скорости подачи v0=5∙10-3 м3∙с-1. Константы скорости прямой и обратной реакции равны, соответственно, k1=2∙10-3 с-1 и k'1=0,4∙10-3 с-1. Начальные концентрации веществ: CA0=6,2∙10-2 кмоль∙м-3; CR0=0,4∙10-2 кмоль∙м-3. В результате ступенчатого сигнала концентрации изменились и стали равны CA01=9,6∙10-2 кмоль∙м-3, CR01=1,2∙10-2 кмоль∙м-3. Определить концентрации веществ A и R через 120 и 300 с после подачи сигнала.
3-07
В реакторе идеального вытеснения объем V=1,8 м3 проходит реакция A→k1R→k2S→k3M, где k1=1,6∙10-3 с-1, k2=2,4∙10-3 с-1 и k3=0,8∙10-3 с-1 - константы скорости реакции. В начальный момент времени концентрации веществ R, S и M равны нулю. Изменение плотности реакционной смеси не происходит. Определить степень превращения и относительную концентрацию вещества M, а также скорость подачи вещества A в реактор, чтобы отношение концентрации веществ R и S на выходе было равно CR:CS=1:2.
3-10
В реакторе периодического действия протекает автокаталитическая реакция A+B→B+B. Начальная концентрация продукта (затравка) значительно ниже концентрации исходного вещества. Определить, при какой степени превращения скорость автокаталитической реакции начнет уменьшаться: 1) если реакция имеет первый порядок по исходному веществу и по продукту реакции; 2) если реакция первого порядка по исходному веществу второго порядка по продукту реакции; 3) если реакция имеет второй порядок по исходному веществу и первый по продукту реакции.
4-02
На основании опытов с трассером, проведенных для реального реактора, получены следующие данные:
5-04
Для обратимой реакции A+B↔C+D имеющей второй порядок по веществу A, известны значения ΔH°r298=-58500 кДж (кмоль∙А)-1, ΔS298=-172,5 кДж (кмоль∙К)-1, k2=6,20∙104exp (-27960/RT). В начальный момент времени концентрации продуктов CC0=CD0=0. Плотность реакционной смеси постоянна. Считать, что ΔHr не является функцией температуры, а теплоемкости веществ равны и тоже не зависят от температуры. Определить степень превращения, которую можно достигнуть в реакторе идеального вытеснения, если поддерживать по длине реакторе оптимальный профиль температур и значение начальной концентрации CA0=CB0=10-2 кмоль∙м-3: а) при времени пребывания τ=30 с; б) при времени пребывания τ=60 с. Найти температуру, которая будет на выходе из реактора для двух указанных случаев. Максимально допустимую температуру принять равной 75°C.
WhatsApp:
Telegram: +79119522521