Проточный реактор: режим идеального вытеснения

Режим идеального вытеснения отвечает отсутствию продольного перемешивания при постоянстве концентраций в сечениях, перпендикулярных направлению потока реакционной смеси. Концентрации реагирующих веществ изменяются по длине реактора только вследствие протекания реакции.

Скорость реакции на расстоянии l от начала реакционного объема v (Рис. 1) равна

-dn/dv = V₀C₀ dХ/dv,

где n - число молей реагирующего вещества, поступающих в единицу времени в сечение l;

v – реакционный объем; в случае гетерогенного катализа его приравнивают к полному объему слоя катализатора при определенной плотности засыпки, для которой рассчитывается активность;

V₀ – общий объем реакционной смеси, входящий в реактор в единицу времени, или объемная скорость реакционной смеси;

С₀ – начальная концентрация реагирующего вещества;

Х – степень превращения реагирующего вещества в данном сечении реактора, X = (n₀-n)/n₀, n₀ - число молей реагирующего вещества, поступающих в единицу времени в реакционный объем.

Отношение v/V₀ = τ, имеющее размерность времени, называют временем контакта. С учетом времени контакта скорость реакции в сечении l можно записать как

-dn/dv = C₀ dХ/dτ.

Однако, следует отметить, что в общем случае вследствие возможного изменения числа молекул в результате реакции, изменения температуры или наличия твердого катализатора, занимающего часть реакционного объема, время контакта τ может значительно отличаться от действительного времени прохождения реакционной смеси через рассматриваемый объем реактора. Отождествление τ с действительным временем пребывания в реакционном объеме может привести к значительным ошибкам.

Для характеристики объема реакционной смеси, проходящей через единицу объема катализатора, пользуются также величиной, обратной времени контакта 1/τ = V₀/v, называемой объемной скоростью и имеющей размерность обратного времени, обычно ч^-1.

Дата добавления: 2015-07-26; просмотров: 174; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!