Московский технологический университет

(Московский Государственный Университет Тонких Химических Технологий)

Лабораторная работа №3

«Моделирование и исследование протекания сложной реакции в в аппаратах с различными гидродинамическими режимами.»

Студент Данаев В. С.

Преподаватель Шварц А. Л.

Вариант №21

Группа ХЕБО-12-13

Москва – 2016 г.

Работа 3. Моделирование и исследование протекания сложной реакции в аппаратах с различными гидродинамическими ре­жимами

3.1.1. Объект исследования и эксперимент.

Реакция, заданная в работе 2, протекает в реакторе, который работает в ста­ционарном изотермическом режиме. Известна схема реакции и кинетические ха­рактеристики каждой стадии: порядок реакции (первый), энергия активации Е„ и предэкспоненциальный множитель уравнения Аррениуса к₀ . Целевой продукт вещество А₂.

На процесс влияют два параметра: среднее время пребывания г и темпера­тура Т. Для характеристики качества работы реактора можно использовать концентрации продуктов на выходе из реактора, а также значения степени превращения, выхода и селективности. Интервал варьирования параметров задан в каждом варианте расчета.

Необходимо исследовать работу реактора в заданных пределах изменении времени пребывания и температуры, с тем, чтобы найти область наиболее эффективной его работы.

В качестве исходных данных используются:

1. Схема реакции. Реакция протекает в несколько стадий, каждая стадия, независимо от её стехиометрии, характеризуется первым порядком по исходному в этой стадии веществу. Начальная концентрация 1-го вещества задается в условии 2-й лабораторной работы, начальные концентрации остальных компонентов равны 0.

2 Режим потока: идеальное смешение, идеальное вытеснение, каскад реакторов идеального смешения (ячеечная модель)

3. Значения энергий активации и предэкспоненциальных множителей урав­нения Аррениуса для каждой стадии реакции, найденные в работе 2.

4. Границы области изменения параметров работы реактора: максимальные и минимальные значения времени пребывания и температуры. При этом в первой части (3.2) эта область задана в исходных данных, а в дальнейшем, после обсуж­дения, может быть изменена.

Моделирование проводится последовательно для реактора идеального сме­шения, затем для реактора идеального вытеснения, и, наконец, для каскада реак­торов идеального смешения.

Работа 3.1. Моделирование и исследование протекания сложной реакции в реакторе идеального смешения.

Реактор идеального смешения.

Исследование работы реактора начинают с режима идеального смешения Полученные результаты будут служить основой для сравнительной характерно ш ки других режимов.

В нашем случае для изучения влияния времени пребывания и температуры расчеты проводятся при пяти значениях каждого параметра. Это означает, что ми. каждого значения одного параметра расчет проводится для пяти значений ,другого. Имея начальную и конечную точки интервала для температуры, определяют среднее между ними, что дает два интервала.

Цель и задача работы.

Заданная реакция протекает в реакторе идеального смешения, который работает в стационарном изотермическом режиме. Известна схема реакции и кинетические характеристики каждой стадии: порядок реакции (первый), энергия активации и предэкспоненциальный множитель уравнения Аррениуса.

На процесс влияют два параметра: время пребывания t и температура T. Для характеристики качества работы реактора можно использовать концентрации продуктов. Интервал варьирования параметров задан в каждом варианте расчёта.

Необходимо исследовать работу реактора в заданных пределах изменения времени пребывания и температуры, с тем, чтобы найти область наиболее эффективной его работы.