4 Построили зависимость w (t) для выбранных значений степени превращения и определили температуры т (опт), соответствующие максимумам скорости (w мах) для каждого выбранного значения х.

Х	W мах	Т опт (К)
0,6	1,478	803
0,7	1,058	803
0,8	0,607	803
0,9	0,181	765
0,95	0,056	728

5 На диаграмму Х-Т вместе с равновесной линией Хравн(Т) нанесли найденные значения Топт и построили линию оптимальных температур ЛОТ.

6 Ограничиваем область протекания процесса окисления в реакторе величиной скорости реакции W = 0.8*W мах для каждого выбранного Х. Наносим их на диаграмму W – Т, определяем температуру, соответствующую W = 0.8*W мах.

Находим значения температур:

Wmax	0.8 Wmax	Т1	Т2
1,478	1.182	783	858
1,058	0.846	780	845
0,607	0.486	771	822
0,181	0.145	731	786
0,056	0.045	709	747

7 На диаграмме Х-Т изображаю температурный режим окисления в каталитическом реакторе. Для этого определим адиабатическое изменение темппературы, используя формулу:

Тад =

где: Qр – тепловой эффект реакции, Qр = -Н

С_SO2 – концентрация SO2 = 0,075

Cр – средняя теплоемкость реакционной смеси

Н = - 101420 + (9,26*Т) = -101420 + (9,26*713) = -94817,62 Дж/моль

Ср = С_SO2 * Ср_SO +С_O * Cp_O + С_N * Cp_N

Cp берем из справочника при Т = 713 С в Дж/(моль*К) [2]

Ср = (0,075 * 46,32) + (0,13 * 31,39) + (0,795 * 30,04) = 31,44Дж/(моль*К)

Тад == 226,2 К

Изображаем на графике Х-Т температурный режим для определения количества слоев катализатора

по уравнению Тк = Тн + Тад ( Хк-Хн) строим промежуточные точки:

Слои	Тн	Хн	Тпром	Хпром	Тк	Хк
1	713	0	781	0,3	856	0,630
2	783	0,630	798,8	0,7	821,5	0,8
3	771	0,8	781	0,85	791	0,89
4	739	0,89	746	0,92	752	0,94
5	713	0,94	720	0,97	716	0,95

Получили 5 слоев катализатора

8 Используем программу лабораторного практикума кафедры охт для определения время пребывания в каждом слое катализатора и суммарное время пребывания.

Задаем:

С_SO2 = 0,075

C_O2 = 0,13

Р = 1 атм

Тад = 226,2

и получаем результат:

Слой	τ рив, с	τ рис, с
1	0,358	0,548
2	0,197	0,350
3	0,267	0,520
4	0,410	0,715
5	0,167	0,186
Σ	1,399	2,319

9 Расчет объема катализатора в каждом слое и суммарный объем.

V(катализатора) = V_о * t _p

Определяем объемный расход реагентов V_o

Для этого найдем V_SO2

1 кмоль SO₂ - 1 кмоль Н₂SO₄ ;

22,4 м³ SO₂ - 98 кг Н₂SО₄

Х м³ SO₂ - 1.2*10⁶ кг/сутки Н₂SO₄ (производительность)

V_SO2 = Х = 27,43*10⁴ м³/сутки = 3,17 м³/с

3,17 м³/с – 7,5 %

X - 100% , где Х = V_o = 42,27 м³/с

Где V_o– объемный расход (или объемная скорость) м³/сек

Тогда для каждого слоя катализатора:

слой	Vрив , м3	Vрис , м3
1	47,97	73,42
2	26,42	46,92
3	35,76	69,66
4	54,95	95,82
5	22,36	24,94
Σ	187,46	310,76