Задача №3.6
Газофазная реакция:
A → 2R
описывается кинетическим уравнением:
-rA =6,57·10-4·cA0,7 кмоль/м3·с
Реакция проводится при Т =1500С и Р = 3,5 атм. Исходное сырье не содержит продуктов реакции, но имеет 12% (об) инертных примесей. Подачу сырья осуществляют с объемной скоростью W0 =5,6·10-3 м3/с.
Определить:
1) степень превращения в РИВ объемом 2 м3;
2) степень превращения в РПД объемом 2 м3.
Задача №3.7
Жидкофазная необратимая реакция первого порядка протекает без изменения плотности реагирующих веществ в реакторе РПД. Продукты реакции в исходном растворе отсутствуют. За время τ1 = 120 с в целевой продукт превращается 20% исходного вещества. Определить степень превращения в РИВ и РИС при τ2 = 360 с.
Задача №3.8
В реакторе РПД протекает жидкофазная реакция 2 порядка:
A + В → R + S
при постоянно объеме и соотношении начальных концентраций веществ А и В как 0,55 к 0,45. Известно, что за время τ = 80 с степень превращения по веществу В достигает 30%.
Определить степени превращения веществ А и В в РИС и РИВ, если соотношение концентраций исходных веществ А и В на входе в реактор останется прежним, а подача этих веществ осуществляется раздельно. Объемные скорости подачи сырья WА0 = 1,8· 10-3 м3/с; WВ0 = 2,7· 10-3 м3/с. Объем каждого реактора равен 5,2 м3.
Задача №3.9
В реакторе РПД протекает жидкофазная реакция 2 порядка:
A + 2В → R + S
Плотность реакционной смеси не изменяется. Константа скорости реакции рассчитывается по веществу А. Соотношение концентраций исходных веществ А и В на входе в реактор 1:2. Известно, что за время τ = 50с степень превращения во веществу А достигает 12%.
Вычислить степень превращения вещества А в РИС и РИВ при том же соотношении исходных концентраций, если объемные скорости подачи сырья W0 = 2,4· 10-2 м3/с, объем каждого реактора равен 5,6 м3.
Определить объемы РИВ и РИС, необходимые для достижения рассчитанных выше степеней превращения, если соотношение исходных концентраций веществ А и В на входе в реактор будет составлять 1:4, при условии неизменности начальной концентрации вещества А.
Задачу решить аналитически и графически.
Задача №3.10
Реакция
проводится в РИС, объемом 8 м3
до степени превращения 0,7. Известно, что
начальные концентрации СА0
=
СУ0.
Какой будет объем РИВ, если та же реакция
будет в нем проводиться до той же степени
превращения?
Задача №3.11
Жидкофазную обратимую реакцию:
A + В ↔ 2R
Провели сначала в РИВ, а затем в РИС. В обоих реакторах степень превращения вещества В составляет 0,3. Рассчитать объемы реакторов РИВ и РИС, если известно, что kпр = 2,3· 10-2 м3/с·кмоль; kобр = 0,41· 10-2 м3/с·кмоль; объемные скорости подачи сырья WА0 = 8,0· 10-3 м3/с; WВ0 = 6,0· 10-3 м3/с; сА0 = 0,12 кмоль/м3; сВ0 = 0,15 кмоль/м3; в исходном растворе продукт отсутствует.
Задача №3.12
Сравнить удельные производительности реакторов РИВ и РИС, при условии, что в них протекает гомогенная реакция:
A + Y → B + Z
Степень превращения составляет 0,5; начальные концентрации компонентов сравнимы; концентрации продуктов на выходе из реактора равны.
Задача №3.13
Сравнить удельные производительности каскада реакторов РИС с одним РИВ, при условии, что в них протекает гомогенная реакция:
A → B
Степень превращения составляет 0,95.
Задача №3.14
Найти условие максимальной производительности РИС для реакции:
A + Y → B.
Скорость реакции определяется уравнением:
.
Проанализировать найденное решение.
Задача №3.15
Дана реакция:
A ↔ B + Z
Скорость реакции определяется уравнением:
Для РИС найти такое значение РА0, для которой достигается максимальная производительность. Необходимо учесть, что реакция идет с изменением объема.
Задача №3.16
Для обратимой экзотермической реакции:
A ↔ B
Известны Кс, 298 = 19,0; ΔНр = -75000 Дж/моль; kпр = 3·107·е-48600/RT мин-1. Найти оптимальный температурный профиль для РИВ и оптимальную температуру для РИС при хА = 0,6, если верхний предел температур составляет 750С.
Задача №3.17
Сравнить интегральные селективности образования целевого продукта В в каскаде из двух РИС и в одном РИС при протекании в них сложной реакции:
Известно, что:
Для определения селективности каскада реакторов использовать формулу:
Задача №3.18
Реакция
протекает
в РИС. Известно, что:
Задача №3.19
Для реакции:
Известно, что концентрации веществ А и В соизмеримы; при Т = 295К k1=a, k2=4,5a, k3=6,5a. При Т = 378К k1=2,1a, k2=6,8a, k3=9,2a.
Определить
и сравнить селективность
для РИС и РИВ. Влияет ли на селективность
отношение концентраций исходных веществ?
Установить оптимальную температуру,
при которой достигается значение
максимальной селективности.
Задача №3.20
Для системы параллельных реакций, которые описываются схемой:
Реакция
происходит в РИС. Соотношение констант:
.
В исходной смеси:
.
В начальный момент времени вещество В
отсутствовало.
Определить
для этого реактора условие получения
95% селективности целевого продукта по
исходному, то есть
.