Рассчитываем объемный поток на входе в реактор:

Ко = /Vr/Cr = 12,15/0,729 = 16,66 м^/ч. Определяем время пребывания в реакторе:

v 300 0 Vq 16,66 1000

т =

С'ао(1-.я:д) и, следовательно,

к =--j=--=- = 0,0266 мЗ/(кмольс).

Сао(1-хд) 64,78-2,38(1-0,613)2

Пример 4.2-4. Процесс описывается реакцией типа 2А R с константой скорости к = 0,065 мЗ/(кмольс). Концентрация вещества R в выходном потоке равна 2,5 кмоль/м^. Процесс проводится в установке (см. рис. 4.13), состоящей из смесителя См, реактора и делителя Д где полностью отделяется продукт R, а непрореагировавшее вещество А возвращается в реактор. Установка перерабатывает 20 кмоль/ч исходного вещества, которое поступает с концентрацией 1,4 кмоль/м^. Сте-

Сд исх = = - = 2,38 кмоль/м\

V 10,2

Рассчитываем степень превращения в реакторе:

Сдо-Сд 2,38-0,92 Сдо 2,38

Определяем производительность установки по продукту R:

Л'к = Л'д, исх = 24,з1 = 12,15 кмоль/ч. Находим концентрацию вещества R на выходе из реактора:

Cr = Сдо Хд = 2,38 0,613 - = 0,729 кмоль/м^.

Уд 2

Находим концентрацию вещества А на выходе из реактора:

= Сао(1 - а) = 1,4-(1 - 0,7) = 0,42 кмоль/м^. Определяем концентрацию вещества R на выходе из реактора:

Cr = С'аоХл - = 1,4-0,72-= 0,5 кмоль/м^.

а

Рассчитываем объемный поток на входе в реактор:

0 =r/Cr= 10/0,5 = 20 м7ч. Находим объемный поток рецикла:

V , = Ко - К„ = 20,0 - 14,28 = 5,72 м^/ч. Определяем время пребывания в реакторе:

х =-=--- = 85,47 с.

А:Сдо(1-Хд) 0,065-1,4-(1-0,7)

Рассчитываем объем реактора смещения:

Vp = KqI = 20,0-85,47/3600 = 0,475 mI

Находим концентрацию вещества R на выходе из установки: = К., и Cr = /Vr/F , = 10/14,28 = 0,7 кмоль/м^.

Пример 4.2-5. В установке, состоящей из смесителя См, реактора смещения и делителя Д (см. рис. 4.13), осуществляется реакция типа А R S с константами скоростей ку = 1,8 и = 0,8 ч . В делителе Д вещество А отделяется от продуктов реакции и с концентрацией, равной концентрации вещества А в исходном потоке, возвращается в

пень превращения вещества А в реакторе составляет 0,7, а концентрация вещества А в рецикле равна концентрации его на входе в установку.

Определить производительность установки по продукту R, необходимый объем реактора смещения, объем рецикла и концентрацию вещества R в выходном потоке.

Решение. Определяем объемный поток на входе в установку:

сх = Va, сх/Сд. сх = 20/1,4 = 14,28 м^/ч. Рассчитываем производительность установки по продукту R:

Л'к = Л'а.исх -= 20 = 10 кмоль/ч.

С 2 5

Со =7--г =--= 0,6КМОЛЬ/м^

{l + k{z)(l + k2T) (1-Ы,8-0,83)(1-ьО,8-0,83)

Находим степень превращения вещества А:

Сдо-Сд 2,5-1,0 X. =-М-6. = -L-= 0,6.

Сдо 2,5

Из материального баланса по веществу А КоСдо(1 - Хд) = КрцСдо и баланса по потокам для смесителя объемом = Fj. + Крц находим, что

= VJXf = 120/0,6 = 200 л/мин.

Определяем объемный расход рецикла:

рец = 0 + исх = 200 - 120 = 80 л/мин.

Рассчитываем производительность по продукту R:

yV=VC =200 0,6- = 7,2 кмоль/ч. 1000

реактор. Объемный расход с концентрацией вещества А 2,5 моль/л составляет 120 л/мин.

Определить максимальную часовую производительность установки по продукту R, объем реактора смещения и объем рецикла.

Решение. Максимальная производительность по продукту R будет соответствовать его максимальной концентрации, которая соответственно будет определяться оптимальным временем пребывания (см. табл. 2.1).

Рассчитываем оптимальное время пребывания реакционной смеси в реакторе смещения:

x = -j= . =0,83 ч. 7 Vl,80,8

Определяем концентрации веществ А и R на выходе из реактора:

С = --- =--= 1,0 кмоль/м^;

\ + к,х 1-ь1,8-0,83