Химическая технология как наука. Создание целесообразных способов производства необходимых человеку продуктов, страница 9

РИС-П представляет собой аппарат с мешалкой, в который периодически загружают исходные реагенты. В реакторе создается интенсивное перемешивание, поэтому в любой момент времени концентрация реагентов одинакова во всем объеме реактора.

- начальное кол-во исх.реагента А в реакционной массе.

- начальная концентрация исх.реагента А в реакционной массе.

α - начальная степень превращения вещества А

- тоже, но в конце процесса.

Зависимость концентрации от времени и от объема реактора:

 - общий вид материального баланса для РИС-П.

, проинтегрируем

- характеристическое уравнение РИС-П.

Рассмотрим 2 случая:

1)  

a) При

б) При

в) При

2)

21. РИВ

РИВ представляет собой трубчатый аппарат, в котором отношение длины трубы к ее диаметру большое. В реактор непрерывно подаются исходные реагенты, которые превращаются в продукты реакции по мере перемещения их по длине реактора.

Любая частица потока движется только в одном направлении по длине реактора, обратное (продольное) перемешивание отсутствует. Нет перемешивания по сечению реактора. Каждый элемент объема реакционной массы движется по длине реактора, не смешиваясь с предыдущими и последующими элементами объема, вытесняя все, что находится перед ним. В этом состоит “идеальность “ реактора вытеснения.

Зависимость концентрации от времени:

 - общий вид материального баланса для РИВ.

            (1)

         (2)

          (3)

объединяя уравнения (1), (2), (3)

          (4)

          (5)

подставим урав. (5) в урав. (4) 

  - характеристическое уравнение для РИВ.

Рассмотрим 2 случая:

1)        


Рассмотрим частные случаи:

a) При

б) При

в) При

2)

Рассмотрим частные случаи:

a) При

б) При


22.  РИС-Н

В РИС-Н подача исходных реагентов и отвод продуктов реакции осуществляется непрерывно. В реальном реакторе НС исходная реакционная смесь постепенно перемешивается реакционной массой, которая находится в реакторе. В идеальном реакторе НС эта операция происходит мгновенно, откуда следует резкое изменение концентрации исходного реагента.

 

- начальное кол-во исх.реагента А в реакционной массе.

- начальная концентрация исх.реагента А в реакционной массе.

α - начальная степень превращения вещества А

- тоже, но в конце процесса.

Зависимость концентрации от времени и от объема реактора:

 - общий вид материального баланса для РИС-Н.

 - характеристическое уравнение для РИС-Н.

Рассмотрим 2 случая:

1)        (1)

         (2)

подставим урав (2) в (1)

     (3)

подставим уравнение (3) в характеристическое уравнение для РИС-Н

Рассмотрим частные случаи:

a) При

б) При

в) При

2)  и     (1)

подставим уравнение (1) в уравнение для скорости

Рассмотрим частные случаи:

a) При   б) При     в) При

23.   ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЕ И УСЛОВНОЕ ВРЕМЯ ПРЕБЫВАНИЯ В РЕАКТОРАХ РАЗНОГО ТИПА

РИС-П

- характеристическое уравнение для РИС-П, где t – действительное время пребывания во время реакции

- полное время пребывания.

                           При ,

Vp= Vp0(1+εα) , t = (1+ εα)*(t+ t b)

РИВ

- условное время пребывания

Действительное время пребывания

          

- действительное время пребывания для каждой частицы в реакторе

При          При

РИС-Н

В этом реакторе действит- ое время пребывания одной отдельно взятой частицы потока есть величина переменная, поэтому для этого р- Ра используют среднее действительное время пребывания

Введем понятие среднее действительное время , т.к время пребывания отдельных частиц от 0 до бесконечности.

        

Выводы:1) для периодической системы исчерпывающей временной характеристикой явл- ся действительное время; 2)для РИВ используют условное время, т.к. в этом случае оно явл- ся независимой переменной; 3) для РИС-Н в качестве временной характеристики используют как условное, так и среднее действительное время пребывания; 4) для процессов с постоянным V действительное и условное время пребывания тождественны