глецю,
D - вода.
Тоді реакції, що протікають в системі можна записати в буквеному вигляді:
Концентрації речовин учасників реакції:
;
;
;
,
де - мольної співвідношення вихідних реагентів;
- початкові концентрації компонентів А і Y, моль/л;
- поточні концентрації компонентів A, Y, B, C, D, моль/л;
- ступінь перетворення компонента А;
- інтегральна селективність цільового продукту В по ключовому реагенту А.
Визначимо диференціальну селективність цільового продукту В по ключовому реагенту А:
(2.1)
де, - швидкість утворення (витрачання) компонентів А і В;
, - стехіометричні компоненти А і В;
r1, r2 - швидкість прямої та побічної реакції;
k1, k2 - константи швидкості прямої і побічної реакції;
Визначимо інтегральну селективність цільового продукту В по ключовому реагенту А для різних типів реакторів.
(2.2)
(2.3)
;
Значить, інтегральна селективність цільового продукту В по ключовому реагенту А не залежить від типу реактора.
Визначимо питому продуктивність за цільовим продукту В для всіх типів реакторів:
=, (2.4)
де FA, 0 - початкові молярний потік речовини А, моль/с;
FВ - молярний потік речовини В, моль/с;
mкат - маса гетерогенного каталізатора, г.
(2.5)
(2.6)
, (2.7)
де nB - мольное кількість речовини В, моль;
t- час реакції, с;
t0 - час непродуктивних витрат, с;
t=(2.8)
(2.9)
(2.10)
де
Визначимо швидкість витрачання ключового реагенту А.
Обчислимо значення визначеного інтеграла:
Підставляючи отримані значення у вирази для питомих производительностей, отримаємо:
Підставляємо отримані вирази в програму, вивчаємо результати програми, а потім будуємо графік залежності інтегральної селективності реактора від температури, а також будуємо графіки залежності питомої продуктивності від конверсії та інтегральної селективності від конверсії
Згідно з літературними даними концентраційний межа вибуховості газів в суміші з повітрям при температурі навколишнього середовища 200С і 0,1013 МПа:
нижній 2,5;
верхній 34.
3. Програма мовою QBASIC
CLS
OPEN c: PROGRAMM.BAS FOR OUTPUT AS # 1=8.31 # 1, T, OC raquo ;, INT.SEL.PROC. Raquo; TO=210 TO 310 STEP 10=TO + 273.15=EXP (9.05 - 63800/(R * Т) )=EXP (13 - 83000/(R * Т))=(Kl/(Kl + K2) * 100 # 1, TO, FOTOTO=210 TO 230 STEP 10 # 1, T= raquo ;; TO; ОС =TO + 273.15=28.5=32
Pa=Ma * 273.15 * 100000/(22.4 * T * 101325)
Py=My * 273.15 * 100000/(22.4 * T * 101325) b=.1 TO 0.5 STEP .001=1/(Ma/Pa + (b * My/Py)/.21 )%=C * 22.4 * T/T0 # 1, b= raquo ;; b, CAO= raquo ;; CAO, CAO%= raquo ;; CAO% # 1, Xa, proc. Raquo ;, GbRIV, mol/(g * s) raquo ;, GbRPS, mol/(g * s) raquo ;, tRIV, min raquo ;, laquo ; tRPS, min Xyl=.1 TO 85 STEP 21=Xyl/100=CAO * b
=EXPO.05 - 63800/(R * T))=EXP (13 - 83000/(R * T))
К=Kl + K2
КО=Kl + .6 * K2=Kl/К=Xy * Су/(CAO * (.5 * F + 3 * (1 - F)))=Xa * 100
rl=Kl * CAO * (1 - Xa)/(1 + CAO * Xa * F + .6 * CAO * Xa * (1 - F))=K2 * CAO * (1 -Xa)/(1 + CAO * Xa * F + .6 * CAO * Xa * (1 - F))
rA=rl + r2=Kl * К * Xa/(LOG (1/(1 - Xa)) * (K/CAO + КО) - КО * Xa) # 1, Xa, Xyl , GbRIV=Kl * К * (1 - Xa)/(K + CA0 * Xa + K0)=CA0 * 1/(K1 + K2) ^ 2 * (LOG (1/(1 - Xa)) * ((K1 + K2)/CA0 + (K1 + .6 * K2) - (K1 + .6 * K2) * Xa=(Xa * ((K1 + K2) + CA0 * Xa * (K1 + .6 * K2)))/((K1 + K2) ^ 2 * (1 - Xa)) XylXyl=85 TO 100 STEP 3,75=Xyl/100=CAO * b=EXP (9.05 - 63800/(R * T))=EXP (13- 83000/(R * T))
К=Kl + K2
КО=Kl + .6 * K2=Kl/К=Xy * CyO/(CAO * (.5 * F + 3 * (1 - F)=Xa * 100=Kl * CAO * (1 - Xa)/(1 + CAO * Xa * F + .6 * CAO * Xa * (1 - F))=K2 * CAO * (1 - Xa)/(1 + CAO * Xa * F + .6 * CAO * Xa * (1 - F))=r1 + r2=Kl * К * Xa/(LOG (1/(1 - Xa)) * (K/CAO + КО) - КО * Xa)=Kl * К * (1 - Xa)/(K + CA0 * Xa + K0)=CA0 * 1/(K1 + K2) ^ 2 * (LOG (1/(1 - Xa)) * ((K1 + K2)/CA0 + (K1 + .6 * K2) - (K1 + .6 * K2) * Xa=(Xa * ((K1 + K2) + CA0 * Xa * (K1 + .6 * K2)))/((K1 + K2 ) ^ 2 * (1 - Xa)) # 1, Xal, Xyl, GbRIV, GbRPC, tRIV, tRPCXylbTO # 1
END
4. Результати програми
T, 0C INT.SEL.PROC.
210 69.67978
67.59289
65.52074
63.47205
61....
