4. Реакция RS,А где r продукт реакции. Константа скорости реакции k 0,00065 с Концентрация исходного вещества а на входе в реакционный узел равна ca,0 0,085 кмольм 3

• Название: 4. Реакция RS,А где r продукт реакции. Константа скорости реакции k 0,00065 с Концентрация исходного вещества а на входе в реакционный узел равна ca,0 0,085 кмольм 3
• Дата: 04.11.2022
• Размер: 43 Kb.
• Имя файла: zadachi_modelirovania.doc
• Тип: Документы; #770550

4. Реакция R+S ,А где R – продукт реакции. Константа скорости реакции k = 0,00065 с–1 . Концентрация исходного вещества А на входе в реакционный узел равна CA,0 = 0,085 кмоль/м 3 . Реакцию предполагается проводить в четырех реакторах идеального смешения, равных по объему. Производственные мзатраты наобслуживаниеодногореакторасоставляют0,00052 руб/(с 3 ), мдвух реакторов– 0,00042 руб/(с 3 м), трех реакторов– 0,00037 руб/(с 3 ), мчетырех реакторов– 0,00035 руб/(с 3 ). Цена вещества А за1 кмоль– 3,5 руб/кмоль. Определить оптимальные скорости подачи, необходимые для получения минимальной себестоимости продукта в случае одного, двух, трех и четырех реакторов. Для каждого из указанных случаев определить себестоимость продукта и степень превращения ХA . Ответ: 1 – 24.39 руб/кмоль, 939 с, 0.379; 2 – 19.53 руб/кмоль, 1138 с, 0.467; 3 – 17.44 руб/кмоль, 1247 с, 0.512; 4 – 16.53 руб/кмоль, 1302 с, 0.536.

6. В результате необратимой реакции второго порядка R S ,А+ + B протекающей вводной среде, образуется продуктR. Константа скорости реакции k = 0.002 м 3 кмоль). Концентрация исходного вещества Анавходе/(с в реакционный узел равна CA,0= 0,16 кмоль/м 3 ; скорость подачи FA,0 = 0,000028 кмоль/с. Производительность по продукту R FR = 0,000012 кмоль/с. Цена вещества А– 15 руб/кмоль, цена вещества В– 125 руб/кмоль. Продукт экстрагируют из реакционной среды, а не прореагировавшую часть веществ А и В в дальнейшем не используют, так как их рециркуляция невозможна. Производственные затраты на обслуживание РИС равны м0,004 руб/(с 3 м), анаобслуживаниеРИВравны0,015 руб/(с 3 ). Для обоих реакторов определить соотношение исходных реагентов и необходимый объем реактора, при которых достигаются минимальные производственные затраты, на проведение процесса в изотермических условиях, без учета затрат на дополнительный подогрев и экстрагирование продукта. Ответ: РИС – 1,11; 0,602 м 3 ; 0,00671 руб/с; РИВ – 1,40; 0,265 м 3 ; 0,00930 руб/с.

9. Жидкофазная реакция S ,R А 1 2 в которой продуктом является вещество R, протекает в реактореидеального вытеснения без изменения плотности реакционной массы. Константы скорости реакций: k1 = 0,01 c–1 ; k2 = 0,024 c–1 . Концентрация исходноговеществаАнавходевреакторCA,0 = 0,12 кмоль/м 3 ; cкорость подачиFA,0 = 0.0254 кмоль/с. Цена вещества А– 14 руб/кмоль; вещества R – 68 руб/кмоль; вещества S – 10 руб/кмоль. Производственные затраты на обслуживание реактора– м0,0052 руб/(с 3 ). Затраты на разделение реакционной смеси определяются ( + )+0,000003 руб/с. При разделенииF F F A R S +1,6выражением Зразд=0,8 теряется10% вещества А, 5% вещества R и2% вещества S. Вещество А можно использовать повторно. Определить объем реактора и степень конверсии сходного вещества A, при которых достигается максимальная прибыль. Ответ: 9,646 м 3 ; 0,366; 0,1576 руб/с.

10. Жидкофазная реакция S ,R А 1 2 в которой продуктом является вещество R, протекает в непрерывном реакторе идеального смешения без изменения плотности реакционной массы. Nitro PDF Trial www.nitropdf.com 176 Константы скорости реакций: k1 = 0,01 c–1 ; k2 = 0,024 c–1 . Концентрация исходного вещества А на входе в реакторCA,0 = 0,12 кмоль/м 3 ; cкорость подачиFA,0 = 0.0254 кмоль/с. ЦенавеществаА– 14 руб/кмоль; вещества R – 68 руб/кмоль; вещества S – 10 руб/кмоль. Производственные затраты на обслуживание реактора– м0,0052 руб/(с 3 ). Затраты на разделение реакционной смеси определяются ( + )+0,000003 руб/с. При разделенииF F F A R S +1,6выражением Зразд=0,8 теряется10% вещества А, 5% вещества R и2% вещества S. Вещество А можно использовать повторно. Определить объем реактора и степень конверсии сходного вещества A, при которых достигается максимальная прибыль. Ответ: 7,4 м 3 ; 0,259; 0,0780 руб/с.

13. В непрерывном РИС объемом0,9 м 3 протекают2 реакции:  1 2 A B R A R S + , + , где R – продукт реакции; S – побочный продукт. Константы скорости: k1 = 0,009 м 3 с); k2 = 0,0011 м/(кмоль 3 c). Концентрации исходных/(кмоль веществнавходевреакторCA,0 = 1,2 кмоль/м 3 ; CB,0= 1,2 кмоль/м 3 . Цена вещества А– 25 руб/кмоль; вещества B – 10 руб/кмоль; вещества R – 120 руб/кмоль; вещества S – 8 руб/кмоль. Производственные затраты на обслуживание реактора определяются выражением Зобсл. = 0.0052·Vp + 0,0012 руб/c; затраты на разделение реакционной смеси Зразд=0 B ( + )+0,000003 руб/с. При разделении теряется +1,6F F F F A R S +0,01,8 5% вещества А, 10% вещества B, 2% вещества R и2% веществ S. Вещества А и B можно использовать повторно. Определить скорость подачи сходных реагентов и степень конверсии исходного реагента А, необходимую для получения максимальной прибыли. Ответ: 0,0525 м 3 /с; 0,140; 0,5068 руб/с.

15. Жидкофазную параллельную реакцию 1 ,A R предполагается проводить в каскаде реакторов идеального смешения, равных по объему. В наличии имеются 3 типа реакторов рабочим объемом0,5; 0,8 и 1,3 м 3 . Производственные затраты на обслуживание каскада реакторов: мпервого типа– 0,0038 руб/(с 3 м); второго– 0,0033 руб/(с 3 ); третьего– м0,0029 руб/(с 3 ). Константа скорости k1 = 0,00063 c–1 . Концентрация Nitro PDF Trial www.nitropdf.com 178 исходного вещества А на входе в реактор CA,0 = 0,12 кмоль/м 3 ; cкорость подачи FA,0= 0,0000254 кмоль/с. Цена вещества А – 14 руб/кмоль. Не прореагировавшее вещество А можно отделить от продуктов и возвратить снова в производство. Приотделениитеряется2% вещества А. Определить тип и число реакторов в каскаде, чтобы обеспечить минимальную себестоимость при производстве продукта R [руб/кмоль]. Определить производительность системы по продукту.