Высшая школа технологии и энергетики СПбГУПТД

2-08

Графические рассчитать производительность системы по продукту, если известно, что 3 моль исходного вещества дают 1 моль продукта. Кинетическое уравнение -r_A=1,8∙10^-2C_A^1,52 кмоль∙м^-3∙с^-1. Плотность смечи не меняется. При τ=0 продукт отсутствует. Концентрация исходного вещества C_A=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: C_A0=6,2∙10^-2 кмоль∙м^-3; C_R0=0,4∙10^-2 кмоль∙м^-3.
В результате ступенчатого сигнала концентрации изменились и стали равны C_A01=9,6∙10^-2 кмоль∙м^-3, C_R01=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 C_R:C_S=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:

τи, с	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Cи, усл.ед.	1	2	3	4	6	8	11	16	25	89	87	59
τи, с	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23
Cи, усл.ед.	38	20	12	9	7	5	4	3	2	1	0

Необратимая реакция первого порядка, протекающая без изменения плотности реакционной смеси, проводится в реальном реакторе. Константа скорости реакции равна k=2,32∙10^-1 с^-1.
Определить степень превращения : 1) по данным опытов с трассером; 2) для диффузионной модели, если скорость подачи увеличить в полтора раза.

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 C_C0=C_D0=0. Плотность реакционной смеси постоянна. Считать, что ΔH_r 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 C_A0=C_B0=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.