6. Вимоги до звіту
1. Звіт повинен містити короткі теоретичні відомості, опис лабораторної установки та порядок виконання роботи, результати замірів, розрахунки.
2. За розрахунковими даними будують графіки залежностей Х NaOH від Η, τ та Са від Η, τ.
3. Результати зводять в таблицю 2.1:
Таблиця 2.1
Відстань від входу в реактор (від точки змішування реагентів до точки заміру) |
Об'єм частини реактора від входу в реактор до точки заміру, л |
Час перебуван-ня реагенту в реакторі, с |
Концентрація розчинів, моль/л, С |
Ступінь перетворення, X |
||
NaОН |
СНзСООС2Н5 |
NaОН |
СНзСООС2Н5 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
7. Техніка безпеки
1. Роботу необхідно виконувати при ввімкненій витяжній вентиляції.
2. Працювати на установці треба уважно, виконувати тільки доручену роботу.
3. Робота з лугом кваліфікується як робота з їдкими речовинами, тому слід дотримуватися відповідних правил безпеки. Якщо розчин їдкого натру потрапив на шкіру, необхідно змити його великою кількістю води, 3%-ним розчином борної кислоти і знову водою. Якщо розчин лугу потрапить в очі, необхідно їх промити великою кількістю води та звернутися до лікаря.
8. Контрольні питання
1. Що називається РІВ?
2. Що являє собою гідродинамічний режим роботи РІВ? Які режими витікання в'язкої рідини ви знаєте?
3. Зміни концентрації, ступеня перетворення і швидкості реакції вздовж РІВ.
4. Характеристичне рівняння РІВ.
5. Приклади трубчастих реакторів витіснення, які використовуються у хімічній промисловості.
9. Література
1. Загальна хімічна технологія: Підручник / В.Т. Яворський, Т.В. Перекупко, З.О. Знак, Л.В. Савчук. – Львів: Видавництво Національного університету „Львівська політехніка”, 2005. – 552 с.
2. Мухленов И.П. Практикум по общей химической технологии. - М: Высшая школа, 1979. - 421 с.
3. Кутепов О.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Обшая химическая технология. Учебник для вузов. - 2-е изд. испр. и доп. - М: Вьісшая школа, 1990. - 520 с.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 3
Вивчення моделі реактору ідеального змішування
Мета роботи: вивчення характеристик реактору ідеального змішування (періодичного).
1. Теоретичні основи
Основний елемент хіміко - технологічної системи (ХТС) є хімічний реактор. Це апарат в якому відбувається хімічний процес, який поєднує хімічну реакцію з масо- і теплопередачею.
Основні вимоги до хімічних реакторів:
1. Максимальна продуктивність та інтенсивність роботи;
2. Високий вихід продукту і найбільша селективність процесу;
3. Мінімальні енергетичні затрати на перемішування і транспортування реагентів через реактор. Використання теплоти екзотермічних реакцій, а також теплоти для підігрівання реагентів та ін.;
4. Легкість в експлуатації реактору і безпечність роботи;
5. Низька вартість виготовлення і ремонту реактору;
6. Стійкість роботи реакторів при значних змінах основних параметрів реактору ( С, Т, Р, Ак, ω).
Всім цим вимогам відповідає реактор ідеального змішування періодичної дії. В реактор періодичної дії одночасно завантажують відповідну кількість реактивів, які будуть знаходитись в реакторі, доки не буде досягнута бажана ступінь перетворення. Після цього реактор розвантажують.
Рівняння, яке характеризує реактор періодичної дії ідеального змішування
(3.1)
де τ – час перебування реагентів в реакторі, с
-
початкова концентрація основного
вихідного компоненту, моль/л
ХА – ступінь перетворення
UA - швидкість реакції, (моль/с, м3/с)
На рисунку 3.1 та 3.2 відображена зміна концентрацій вихідного реагенту в реакторі ідеального змішування від часу та в просторі реактору.
Рисунок 3.1 - Зміна концентрації реагентів від часу
Рисунок 3.2 - Зміна концентрації реагентів в просторі реактору
Рівняння матеріального балансу реактору ідеального змішування
(3.2)
де
-
реакційний об’єм, м3
СА
–
концентрація основного вихідного
реагенту, моль/л
XА– ступінь перетворення
-
час перебування реагентів в реакторі,
с
Ступінь перетворення реагентів в реакторі визначається за формулою:
ХА=(СА -СА)/СА (3.3)
де СА - початкова концентрація вихідного реагенту, моль/л
СА- кінцева концентрація вихідного реагенту, моль/л
В даній роботі проводяться дослідження реактору ідеального змішування на прикладі взаємодії розчинів 0,1н етилацетату та 0,1н лугу .
Концентрація вихідного реагенту NaOH по ходу протікання перемішування визначається за формулою:
(3.4)
де СNaOH – концетрація реагенту, моль/л
VHCl – об`єм HCl на титрування,мл
TNaOH – титр NaOH
К=1
Vал – аліквота, мл.
,
(3.5)
де CHCl – концентрація HCl ,моль/л
MNaOH – молекулярна маса NaOH ,г