Идеалды араластыру және идеалды ығыстыру реакторларының меншікті өндіргіштігі мен селективтілігі: теория және есептеу әдістері

Идеалды араластыру және ығыстыру реакторларының меншікті өндіргіштігі және селективтілігі

Селективтілік түрлері

Әрекеттесуші заттар реакция нәтижесінде бірнеше түрлі өнім түзуі мүмкін. Мұндай жағдайда алынуға қажетті зат мөлшерінің түзілуін селективтілік шамасы арқылы сипаттайды .

Мысалы, А заты заты реакция барысында 60% В және 40% С өнімдеріне ыдыраса және қажетті өнім “В”- заты болса, онда реакцияның B -заты бойынша селективтілігі 60% болып саналады.

Демек, селективтілігі реакция барысында қажетті өнім түзілуін сипаттайтын көрсеткіш.

Селективтілік интегралды және дифферециалды болып екі түрге бөлінеді.

Интегралды селективтілікті белгілі бір уақыт аралығында немесе реакция аяқталған соң, қажетті өнім мөлшеріне сол реакция нәтижесінде түзілген барлық өнім мөлшерін бөлу арқылы анықтайды.

Интегралды селективтілікті S ₀ немесе Ф _B ^A таңбаларымен белгілейді. Мұндағы В- қажетті өнім, ал A- бастапқы заттың реакция өнімдеріне айналған мөлшері. Матеметикалық тұрғыда стехиометриялық коэффиценттерді және реакция жылдамдықтарын пайдалана отырып, интегралды селективтілікті төмендегіше өрнектейді:

Мұндағы

n _B белгілі Т уақыт арлығындағы түзілген В және жұмсалынған А затының мөлшерлері

$v$ стехиометриялық коэффиценттер

$r$ В және А заттарының түзілу және жұмсалу жылдамдықтары

Дифференциялды селективтілік сол мезетте қарастырылып отырған уақытқа сәйкес келеді де, осы уақыттағы В қажетті затының түзілу бағытындағы реакция жылдамдығын, жалпы реакция жылдамдығына қатынасымен анықталады, яғни:

Мұндағы $U$ Ағынның көлемдік жылдамдығы.

Реактордың меншікті өндіргіштігі

Химия технологиялық процестерді тиімді жүргізу үшін оны жүзеге асыратын реакторлардың қуаттылығын, яғни қажетті затты алу мүмкіндігін химиялық кинетикамен байланыста қарстыру қажет. Ол үшін реактордың қуатылығын сипаттайтын реактордың меншікті өндіргіштігі деген ұғыммен танысалық.

Реактордың меншікті өндіргіштігіне уакыт бірлігінде, реакциялық көлем бірлігінен алынатын қажетті өнім мөлшері қабылданады.

Демек, оның өлшем бірлігі моль/(л с) немесе кмоль /( М ³ сағ) болып табылады.

Алайда, технология саласында реактордың меншікті өндіргіштігі бір сағат ішіндегі өндірілетін өнім шамасымен сипатталады да, төмендегіше есептелінеді:

Мұндағы

F _B В затының ағыны

V реакция орын алатын көлем

m _K катализатор массасы

Стационарлы жағдайда В затының мольдік ағыны бастапқы А затының молтдік ағыны(F _A ) , айналу дәрежесі(X _A ) интегралды селективтілігі (Ф _B ^A ) және оның шығымы (X _B ^A ) арасында мынадай байланыс бар:

Демек, В заты бойынша реактордың именшікті өндіргіштігін төмендегідей түрде өрнектеуге болады:

Реактор өндіргіштігін қарапайым былайша да есептеуге болады:

Мұндағы

U көлемдік жылдамдық

S _B В заты бойынша селективтілігі

Реакция идеалды араластыру немесе идеалды ығыстыру реакторларында жүргізілгендігіне сәйкес, олардың меншікті өндіргіштігін анықтайтын арнайы есептеу формулалары бар.

Әртүрлі реакциялар барысында селективтілікті анықтау

1. Стехиометриялық теңдеумен өрнектелетін қарапайым реакциялар

Реакцияның стехиометриялық теңдеуі жалпы түрде төмендегіше жазылсын:

Келтірілген реакция түрінде заттардың түзілу не жұмсалу жылдамдықтары мен реакция жылдамдығы арасында мынандай теңдік бар:

Қарастырылып отырған жағдайда селективтілік а затының өнімге айналу жәрежесіне тәуелсізсіз, тек қана бір В заты түзілгендіктен, селективтілік 1 не 100%-ке тең.

2. параллель реакциялар.

А заты әртүрлі өнімдерге айналатын параллель өзгерістер орын алсын, яғни:

A затының жұмсалыну және Bi өнімдерінің түзілу жылдамдықтарының кинетьикалық теңдеуі төмендегідей болады:

Идеалды араластыру реакторы үшін дифференциялды және интегралды селективтілік төмендегідей есептелінеді:

Егер, параллель реакцияларының біреуінің дәрежелігі бірден бөлек болса, онда жоғарыдағы формула пайдаланылмайды.

Мысалы, А заты екі бағытта жәрежелігі бірге және екіге тең реакциялар бойынша В затына айналсын. Бұл жағдайда кинетикалық теңдеу мына түрде жазылады:

Қарастырылып отырған жағдай үшін идеалды араластыру реакторында И өнімі бойынша селективтілік төмендегіше анықталады:

Кинетикалық теңдеу түрі r ₁ =k ₁ C _A және r ₂ = k ₂ C _A ² болғанда, селективтілік былайша анықталады:

Ал, идеалды ығыстыру және периодты түрде жұмыс істейтін реакторлар үшін кинетикалық теңеу түрі r ₁ =k ₁ C _A және r ₂ = k ₂ C _A ²

---

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

• Іс жүргізу
• Автоматтандыру, Техника
• Алғашқы әскери дайындық
• Астрономия
• Ауыл шаруашылығы
• Банк ісі
• Бизнесті бағалау
• Биология
• Бухгалтерлік іс
• Валеология
• Ветеринария
• География
• Геология, Геофизика, Геодезия
• Дін
• Ет, сүт, шарап өнімдері
• Жалпы тарих
• Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
• Журналистика
• Информатика
• Кеден ісі
• Маркетинг
• Математика, Геометрия
• Медицина
• Мемлекеттік басқару
• Менеджмент
• Мұнай, Газ
• Мұрағат ісі
• Мәдениеттану
• ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
• Педагогика
• Полиграфия
• Психология
• Салық
• Саясаттану
• Сақтандыру
• Сертификаттау, стандарттау
• Социология, Демография
• Спорт
• Статистика
• Тілтану, Филология
• Тарихи тұлғалар
• Тау-кен ісі
• Транспорт
• Туризм
• Физика
• Философия
• Халықаралық қатынастар
• Химия
• Экология, Қоршаған ортаны қорғау
• Экономика
• Экономикалық география
• Электротехника
• Қазақстан тарихы
• Қаржы
• Құрылыс
• Құқық, Криминалистика
• Әдебиет
• Өнер, музыка
• Өнеркәсіп, Өндіріс