лаб 3.2

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«МИРЭА – Российский технологический университет»

РТУ МИРЭА

Институт тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова

(наименование Института)

Кафедра общей химической технологии

(наименование кафедры)

Лабораторная работа №3.2

Моделирование и исследование протекания сложной реакции в реакторе идеального вытеснения

Вариант 21

Работу выполнила

Студентка группы ХБМО-02-20

Иванова Елена Анатольевна

Руководитель работы

Кацман Евгений Александрович

Москва, 2020

Цель и задача работы

Необходимо изучить влияние времени пребывания и температуры на работу реактора идеального вытеснения. Для этого расчеты проводятся при пяти значениях каждого параметра. Это означает, что для каждого значения одного параметра расчет проводится для пяти значений другого.

Теоретическая часть

Математическое описание в этой работе состоит из системы дифференциальных уравнений с начальными условиями и расчетные формулы (уравнения Аррениуса для расчета каждой константы скорости и формулы для расчета характеристик реакции).

Схема реакции:

Параметры уравнения Аррениуса:

№ стадии	Ea	k0
1	68124	7,29E+09
2	78350	2,35E+10
3	86747	5,34E+11

Результаты заносятся в таблицу 1.

Экспериментальные данные

Таблица 1. Результаты расчета для реактора идеального вытеснения

T, K	k1	k2	k3	t, c	c1	c2	c3	c4	P	R	S
323	7,01E-02	5,01E-03	5,00E-03	10	0,5389	0,5625	0,01613	0,04125	0,551	0,469	0,851
323				20	0,242	0,7876	0,05087	0,05978	0,798	0,656	0,822
323				30	0,1087	0,8625	0,09263	0,06809	0,909	0,719	0,79
323				40	0,0488	0,8713	0,1363	0,07183	0,959	0,726	0,757
323				50	0,02192	0,8516	0,1795	0,07351	0,982	0,71	0,723
333,5	1,80E-01	1,49E-02	1,66E-02	10	0,1418	0,8097	0,08357	0,08246	0,882	0,675	0,765
333,5				20	0,01675	0,7936	0,2053	0,0922	0,986	0,661	0,671
333,5				30	0,001979	0,6952	0,3161	0,09336	0,998	0,579	0,58
333,5				40	0,0002338	0,6005	0,4122	0,09349	1	0,5	0,501
333,5				50	0,00002762	0,5177	0,4952	0,09351	1	0,431	0,431
348	4,34E-01	4,08E-02	5,09E-02	10	0,005686	0,6948	0,2725	0,1135	0,995	0,579	0,582
348				20	0,00002694	0,4655	0,5064	0,114	1	0,388	0,388
348				30	1,276E-07	0,3096	0,6623	0,114	1	0,258	0,258
348				40	6,048E-10	0,206	0,766	0,114	1	0,172	0,172
348				50	2,866E-12	0,137	0,8349	0,114	1	0,114	0,114

График 1. Зависимость степени превращения от времени пребывания в реакторе.

График 2. Зависимость выхода от времени пребывания в реакторе.

График 3. Зависимость селективности от времени пребывания в реакторе.

График 4. Зависимость концентрации от времени пребывания при основной температуре (323 К).

Обработка результатов

Варьируя значения времени и температуры с заданным шагом, обнаруживается точка с максимальным значением выхода и селективности, что говорит об оптимуме процесса в данной точке.

Вывод

Наиболее оптимальными для реактора идеального вытеснения являются следующие значения T=323, t=40 c, P=0,959, R=0,726, S=0,757.