ВИВЧЕННЯ МОДЕЛІ РЕАКТОРУ ІДЕАЛЬНОГО ЗМІШУВАННЯ

 

Мета роботи: вивчення характеристик реактору ідеального змішування (періодичного).

 

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, А_к, 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

Х_А – ступінь перетворення

U_A - 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

  С_А  – концентрація основного вихідного реагенту, моль/л

  X_А– ступінь перетворення

   - час перебування реагентів в реакторі, с

Ступінь перетворення реагентів в реакторі визначається за формулою:

 

Х_А=(С_А -С_А)/С_А                                                   (3.3)

де С_А - початкова концентрація вихідного реагенту, моль/л

С_А- 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 С_NaOH – концетрація реагенту, моль/л

V_HCl – об`єм HCl на титрування,мл

T_NaOH – титр NaOH

К=1

V_ал – аліквота, мл.

                       ,                                        (3.5)

де C_HCl – концентрація HCl ,моль/л

M_NaOH – молекулярна маса NaOH ,г

 

Хімічні реактиви, прилади та посуд

Реактиви:

· Розчин гідроксиду NaOH, 0,1м

· Розчин етилацетату CH₃COOC₂H₅, 0,1м

· Розчин соляної кислоти HCl, 0,1м

· Розчин фенолфталеїну, спиртовий

 

Прилади та посуд

· Реактор………………………………………………………1 шт.

· Мішалка……………………………………………………..1 шт.

· Колби мірні V=50 мл………………………………………8 шт.

· Бюретка V=25 мл…………………………………………..1 шт.

· Піпетка V=5 мл…………………………………………….2 шт.

· Колби мірні V=500 мл…………………………………….2 шт.

· Крапельниця.…………………………………………….…1 шт.

· Штатив.……………………………………………….….…1 шт.

 

Опис лабораторної установки

Лабораторна установка (рисунок 3.3) складається з мішалки (1), яка закріплена на штативі (3) та реактору (2) для змішування лугу (NaOH) і етилацетату (CH₃COOC₂H₅)

1 – мішалка; 2 – реактор; 3 – штатив; 4 – перемикач струму.

 

Рисунок 3.3 – Установка реактору ідеального змішування періодичного (РІЗ)

 

---

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 204; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!