Синтез циклогексанона

Курсовой проект - Химия

Другие курсовые по предмету Химия

Скачать Бесплатно!
Для того чтобы скачать эту работу.
1. Пожалуйста введите слова с картинки:

2. И нажмите на эту кнопку.
закрыть



ктора, 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

1Объемный расход реагента АGV,A0 м3/час4,22Объемный расход реагента ВGV,В0 м3/час2,83Степень превращения ХА0,74Молярное соотношение реагентов А:В1:1,15Начальная концентрация реагента А в исходном потокеСA,0 моль/л2,56Константа скоростиК мин-14,27Число реакторов в каскадеm38Уравнение скорости

Рассчитаем объем РИС-Н

 

А:В=1:1,1=> СВ=1,1. СА

л

8.1.2. Рассчитаем объем РИВ

 

Сделаем замену:

 

1ХА=t

-dXA=dt =>

л

 

Рассчитаем объем К-РИС-Н

 

ХА=0,7

ХА1=0,1СА1=2,2523,4

ХА2=0,2СА2=218,5

ХА3=0,3СА3=1,7514,1

ХА4=0,4СА4=1,510,4

ХА5=0,5СА5=1,257,2

ХА6=0,6СА6=14,6

ХА7=0,7СА6=0,752,6

 

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 СА и среднюю степень превращения ХА.

Дано:

 

Таблица 19. Исходные данные

1Константа скоростиК с-10,0722Порядок реакцииn13Изменение плотности реакционной смеси-0,1362

Таблица 20. Исходные данные

, с815222936435057647278859299106Си516233848627590105937563513823

СА,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

 

=10,67=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

1GА,0 кмоль/с0,00122Константа скорости К, с-10,00183СА,0 кмоль/м32,34СВ,0 кмоль/м31,55V1РИВ, м32,56V2РИС-Н, м347Уравнение реакцииА+2В=С

Рассмотрим параллельную схему соединения РИС-Н и РИВ

 

 

СА,1А,2А,n

 

Материальный баланс для РИС-Н имеет вид:

 

 

Это уравнение по реагенту А запишется в виде:

 

Текущая концентрация реагента В с учетом стехиометрии равна:

 

СВВ,0 2(СА,0 СА,1)

Т.к. СА,1А =>

 

Выразим из полученного уравнения G0,1 через реагент А:

 

 

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

 

 

Время пребывания в РИВ рассчитываем по уравне

s