не зависит от степени превращения и температуры и равна 850 кг/м^. Удельная теплоемкость постоянна и равна 2200 Дж/(кгК). Раствор с концентрацией реагента А равной 5 кмоль/м^ подается в реактор в количестве Ю - mVc.

Определить температуру проведения реакции и степень превращения, если раствор реагента А подается при: 290; 300; 310 К.

3.2-16. В реакторе идеального смещения непрерывного действия, работающем в адиабатическом режиме, проводится реакция А + В->R + S + Qc константой скорости, л/(моль-с), описываемой уравнением к = 5,08-105exp[-4,2310V(7)], и тепловым эффектом равным 75000 кДж/(мольА). Концентрации исходных реагентов Сдо = Cgo = 1,2 кмоль/м^. Темлоемкость реакционной смеси постоянна и равна 1,8 кДж/(кг-К). Исходный раствор подается с температурой 20 °С в количестве 12 м^/ч.

Определить объем реактора для достижения степени превращения хд = 0,8.

3.2-17. В реакторе идеального смешения непрерывного действия, работающем в адиабатических условиях, проводится экзотермическая реакция А R + Q. Тепловой эффект реакции составляет 160 кДж/кмоль. Раствор вещества А с концентрацией 0,2 молярной доли подается в реактор с температурой 52 °С. В результате адиабатического разогрева при достижении степени превращения Хд = 0,93 температура повышается на 43 °С.

Определить среднюю теплоемкость реакционного раствора.

3.2-18. В реакторе идеального смешения непрерывного действия проводится экзотермическая реакция А R + Qc тепловым эффектом равным 190 кДж/кмоль. Расход реагента А с температурой 15 °С составляет 0,2 кмоль/с, теплоемкость реакционной смеси - 16,7 кДж/(кмоль-К), температура реакционной смеси на выходе из реактора - 49 °С, степень превращения по веществу А - 0,8, средняя разность температур между охлаждающим агентом и реакционной смесью - 10 фад, коэффициент теплопередачи равен 419 кДж/(м^сК).

Определить количество отводимой или подводимой теплоты и фе-буемую площадь теплообмена.

3.2-19. Необратимая экзотермическая реакция А -> R + Qc константой скорости. с , описываемой уравнением к = 2,7-10ехр(-7900/7), проводится в каскаде из трех реакторов идеального смешения равных по объему 2 м^. Тепловой эффект реакции составляет 6,510 Дж/кмоль А, концентрация исходного реагента - 0,5 кмоль/м^. Теплоемкость реак-

ционной смеси равна 2400 Дж/(кгК), а плотность - 850 кт/м^ и не зависят от степени превращения и температуры. Реакционная смесь подается в реактор с температурой 5 °С и скоростью 210~з mVc

Определить, какое количество теплоты надо подводить или отводить от каждого реактора, если в них поддерживать следующие температуры: 15; 25; 35 °С.

3.2-20. Экзотермическая реакция А -> R -ь бр проводится в непрерывном реакторе идеального смещения, работающем в адиабатическом режиме. Тепловой эффект реакции равен 149 кДж/моль. Исходная концентрация вещества А составляет 0,25 молярной доли. Теплоемкость реакционной смеси постоянна и равна 2,2 кДжДмольК). Требуемая степень превращения вещества А составляет 0,95.

Определить температуру реакционной смеси на входе в реактор, если зависимость Хд = Д 7) представлена следующими данными:

Т,°С 120 130 140 150 160 170 180 190 200 Хд 0,04 0,07 0,17 0,29 0,55 0,79 0,88 0,92 0,95

Отвечает ли полученный результат устойчивому режиму работы реактора идеального смешения?

Dmea 4

СРАВНЕНИЕ и ВЫБОР ХИМИЧЕСКИХ РЕАКТОРОВ И ИХ СХЕМ

В 4.1. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ И ПАРАЛЛЕЛЬНЫЕ

СХЕМЫ РЕАКТОРОВ

4.1.1. Расчетные формулы

Каскад реакторов идеального смешения (РИС-к). Каскад реакторов - ряд т проточных реакторов, соединенных последовательно и работающих в режиме идеального смешения. Состав реакционной смеси будет изменяться по мере перехода от одного реактора к другому, причем в каждом реакторе параметры процесса не будут меняться во времени и будут постоянными по всему реакционному объему Технологические параметры реакционной смеси (концентрация, температура, давление и др.) на выходе одного реактора равны соответственно параметрам на входе последующего реактора. Каскад реакторов можно рассчитать аналитическим и графическим методами.

Аналитический метод возможен только в случае, когда протекает необратимая реакция первого или второго порядка.

Предположим, что в каскаде реакторов протекает изотермическая реакция первого порядка при постоянной массовой плотности. Тогда концентрация реагента А на выходе из первого реактора

г -

Концентрация на выходе из второго реактора

l + kx (l + /tTi)(l + AT2)

Таким образом, для концентрации на выходе из последнего реактора каскада Сд будем иметь следующее рекуррентное выражение;