Контрольна робота
Порівняння ізотермічного реактора ідеального витіснення і реактора повного змішання залежно від ступеня перетворення
Введення
Сірчана кислота є одним з великотоннажних продуктів хімічної технології. Сірчана кислота ставитися до числа сильних кислот і є найдешевшою. Вона реагує майже з усіма металами, вступає в реакції обмінного розкладання. Майже половину всієї вироблюваної кислоти використовують для виробництва мінеральних добрив. Також сірчану кислоту застосовують в нафтохімічній, металургійній галузях промисловості, для виробництва хімічних волокон, барвників, вибухових речовин та інших продуктів. p align="justify"> Окислення оксиду сірки (IV) є другою стадією виробництва сірчана поліпшена кислоти. За методом окислення оксиду сірки (IV) розрізняють контактний і нитрозного способи виробництва сірчаної кислоти. У сучасних виробництвах окислення проводять у присутності твердого каталізатора, і спосіб виробництва називають контактним. При нітрозному способі каталізатором служать оксиди азоту. Окислення проводять в рідкій фазі за допомогою нітроза, що виконує функції передавача кисню. p align="justify"> Окислення оксиду сірки (IV) на оксид сірки (VI) - основний процес у виробництві сірчаної кислоти. Окислення проводять після ретельного очищення газу від пилу, туману сірчаної кислоти, контактних отрут і осушення. p align="justify"> Рівновага реакції окислення SO 2 відповідно до принципу Ле-Шательє зсувається в бік утворення SO < span align = "justify"> 3 при зниженні температури і підвищення тиску. Рівноважна ступінь перетворення реагентів залежить також від співвідношення SO 2 і O 2 в газі. Некаталітичного окислення оксиду сірки (IV) протікає настільки повільно, що у виробничих масштабах його проводити недоцільно. Тому процес проводять у присутності каталізаторів. У сірчанокислої промисловості в різний час застосовували лише три види каталізаторів, основу яких складали металева платина, оксиди заліза і оксид ванадію (V). Найактивнішими каталізаторами є платинові. Однак через високу чутливості до контактних отрут, зокрема до миш'яковистим сполукам, ці каталізатори вже давно не застосовуються.
Каталізатори на основі оксидів заліза практично не отруюються, але достатню активність він проявляє лише при температурі вище 625С. При такій температурі рівноважна ступінь перетворення не перевищує 70%, та використання таких каталізаторів можливо лише для так званого попереднього окислення сірчистого газу зі ступенем перетворення 50-60%. p align="justify"> Ванадієві каталізатори в умовах роботи представляють собою пористий носій, внутрішня поверхня якого змочена плівкою розчину V 2 O 5 в розплаві піросульфат калію.
У рамках даної роботи ми розглядаємо 2 типу реакторів: реактор ідеального витіснення і реактор повного змішання.
Реактор ідеального витіснення. При проходженні потоку через даний реактор всі частинки рухаються з однією швидкістю, що не перемішуючись один з одним, тобто вихідні реагенти не змішуються з продуктами реакції. У кожному поперечному перерізі потоку концентрації їх вирівняні, але плавно змінюються по довжині реакційної зони. Аналогічно змінюється швидкість процесу.
За умовою завдання ми використовуємо ізотермічний температурний режим, який характеризується постійністю температури по всій довжині реакційної зони. Даний режим в реакторі ідеального витіснення спостерігається у випадку протікання хіміко-технологічного процесу без теплового ефекту або коли швидкість тепловиділення (теплопоглинання) мала, а теплопровідність середовища в реакційній зоні висока. p align="justify"> Необхідний час перебування реагентів в реакційній зоні розраховують за рівнянням:
,
званому характеристичним рівнянням реактора ідеального витіснення.
Реактор повного змішання. При проходженні потоку через даний реактор частинка, яка надходить в реакційну зону, миттєво змішуються з частинками, вже знаходяться в цій зоні, тобто рівномірно розподіляються по всій довжині і в усьому обсязі зони . У результаті у всіх точках реакційної зони миттєво вирівнюються всі параметри, що характеризують хіміко-технологічний процес. p> Внаслідок повного перемішування вирівнюється і температура в усьому обсязі реакційної зони. Таким чином, хіміко-технологічний процес в потоці повного змішання ...
