Вреакторе идеального вытеснения протекает реакция a →b +z. кинетическое уравнение имеет вид: - ra = k·ca моль/(л · с); k = 0,2·10-3 с -1 ; са,0 = 6 моль/л; ха = 0,7; мв = 100 г/моль; gb = 10000т/год. установка работает 8000 ч в году. потерями пренебречь. считая реактор изотермическим,
определить рабочий объем v. : рассчитать реакторную систему
Уравнение скорости реакции имеет вид: - ra = k·ca,
где ra - скорость реакции (моль/(л·с)),
k - константа скорости реакции (с-1),
ca - концентрация реактанта (моль/л).
Из уравнения скорости реакции видно, что он обратно пропорционален концентрации реактанта.
Также, мы знаем, что реакция протекает в реакторе идеального вытеснения, что означает, что концентрации реактанта и продуктов в любой точке реактора одинаковы.
Для определения рабочего объема v, мы можем использовать массообменное соотношение:
V = F·θ,
где V - рабочий объем реактора (л),
F - расход реакционной смеси (л/с),
θ - время простоя смеси в реакторе (с).
Также, нам дано, что установка работает 8000 часов в году, и мы можем использовать эту информацию для определения времени простоя смеси в реакторе:
θ = 8000 часов/год × 3600 секунд/час = 28,8000 секунд.
Теперь мы можем рассчитать расход реакционной смеси, используя массообменное соотношение:
F = gb/мв,
где gb - годовой объем продуктов (т/год),
мв - молярная масса продуктов (г/моль).
Подставляя известные значения, получаем:
F = 10000 т/год / 100 г/моль = 100000 моль/год = 100000/(365·24·3600) моль/с = 0,003 sec^-1.
Теперь мы можем определить рабочий объем реактора, используя уравнение массообмена:
V = F·θ = 0,003 с^-1 · 28,8000 с = 0,0864 л.
Итак, рабочий объем реактора составляет 0,0864 л.