VsVsádkové reaktoryádkové reaktory

Izotermní a adiabatický vsádkový ideálně míchaný reaktor s exo a endotermními reakcemi

Vsádkový reaktorVsádkový reaktorSložení nezávisí na místě reaktoruSložení závisí na čase

– dynamický systém– bilance ve formě diferenciálních rovnic

Základní rozdělení podle tepelného režimu– izotermní – adiabatické

Látková bilanceLátková bilance

+ 0 + irVdt - 0 - dni

+ VSTUP + VZNIK - VÝSTUP - AKUMULACE = 0

= 0

j

jiji rV

dtdn

j

jiji r

dtdc

jj Vr

dt

dX

j

jiji

i rdtdx

c 0

… stupeň přeměny j-té reakce

… konverze i-té látky

Enthalpická bilanceEnthalpická bilance

+ 0 + (-Hr)rVdt - qAdt -cpV

+ VSTUP + VZNIK - VÝSTUP - AKUMULACE = 0

= 0

qArHVdtdT

cVj

jrjp

p

jjrj

cV

XH

TT

0

pj

iir

cxcH

TT

00

cTTKAQqA

i

i

CRK

111

PPř. 1 – Výkon reaktoruř. 1 – Výkon reaktoru CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O

A + B C + D Vsádkový izotermní reaktor

– t0 : 500 kg m-3 ethanolu, 250 kg m-3 kyseliny octové, zbytek voda

– hustota = 1004 kg m-3

– ukončení reakce při konverzi 0,3– operační čas mezi 2 spuštěními = 30 min– k = 8e-9, k’ = 2.55e-9 m3 mol-1 s-1

– požadovaná produkce 10 t/den

Př. 2 – Adiabatický reaktorPř. 2 – Adiabatický reaktorReakce A B

– k20°C = 0.001 s-1

– E = 20 kJ mol-1

– cA0 = 10 kmol m-3

– Hustota = 1000 kg m –3

– cp = 4000 J kg-1 K-1

Spočítejte závislost konverze a teploty na čase pro t0 = 60 °C– Hr = 100 kJ mol-1

– Hr = 0 kJ mol-1

– Hr = -100 kJ mol-1