130 likes | 450 Views
Hydrotreating unit. 5. ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ. Περιεχόμενα: Είδη αντιδραστήρων Αντιδραστήρας Διαλείποντος Έργου ( V=ct, V≠ct) Χώρος χρόνου και Ταχύτητα χρόνου αντιδραστήρα Αντιδραστήρας Ροής Πλήρους Ανάμιξης Αντιδραστήρας Εμβολικής Ροής. ΕΙΔΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ.
E N D
Hydrotreating unit 5. ΙΣΟΖΥΓΙΑ ΜΑΖΑΣ • Περιεχόμενα: • Είδη αντιδραστήρων • Αντιδραστήρας Διαλείποντος Έργου (V=ct, V≠ct) • Χώρος χρόνου και Ταχύτητα χρόνου αντιδραστήρα • Αντιδραστήρας Ροής Πλήρους Ανάμιξης • Αντιδραστήρας Εμβολικής Ροής
ΕΙΔΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΩΝ Αντιδραστήρες διαλείποντος έργου(Batch reactors) Αντιδραστήρες συνεχούς ροής(Flow reactors) ΑΡΠΑ (CSTR)Αντιδραστήρας Ροής Πλήρους Ανάμιξης (Continuous Stirred Tank Reactor) ΑΕΡ (PFR)Αντιδραστήρας Εμβολικής Ροής (Plug Flow Reactor) Packed Bed Reactor (PBR) • Άλλοι τύποιαντιδραστήρων • Fluidized Bed Reactor • Trickle Bed Reactor
ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ ΔΙΑΛΕΙΠΟΝΤΟΣ ΕΡΓΟΥ (ΑΔΕ) Ασυνεχής αντιδραστήρας Αυτοτελούς (διαλείποντος) έργου ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ ΕΜΒΟΛΙΚΗΣ ΡΟΗΣ (ΑΕΡ) Συνεχής αντιδραστήρας Εμβολικής ροής Ροή: συνεχής, στρωτή, ομοιόμορφη Συγκέντρωση: μεταβάλλεται κατά μήκος του ΑΕΡ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ ΡΟΗΣ ΠΛΗΡΟΥΣ ΑΝΑΜΙΞΕΩΣ (ΑΡΠΑ) Συνεχής αντιδραστήρας Πλήρους ανάμιξης Ροή: συνεχής, συνθήκες τέλειας ανάδευσης Συγκέντρωση: ομοιογενής σε όλο τον αντιδραστήρα. Το προϊόν έχει ίδια συγκέντρωση με αυτή στον αντιδραστήρα
Αντιδραστήρας διαλέιποντος έργου ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ ΔΙΑΛΕΙΠΟΝΤΟΣ ΕΡΓΟΥ - ΑΔΕ Ισοζύγιο μάζας σε όλο τον αντιδραστήρα Είσοδος = έξοδος + απώλεια + συσσώρευση { Ρυθμός απώλειας του Α } = - { Ρυθμός συσσώρευσης του Α}
ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΠΤΩΣΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΣΤΑΘΕΡΗΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΑΔΕ - Για αντιδράσεις με μεταβολή όγκου
ΧΡΟΝΟΣ ΧΩΡΟΥ ΚΑΙ ΤΑΧΥΤΗΤΑ ΧΩΡΟΥ ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΓια αντιδραστήρα συνεχούς ροής
CAo XAo=0 Uo FAo CAf=CA xAf=xA Uf FA (-rA)f=(-rA) ΑΝΤΙΔΡΑΣΤΗΡΑΣ ΡΟΗΣ ΠΛΗΡΟΥΣ ΑΝΑΜΙΞΗΣ (ΑΡΠΑ) Εισροή = Εκροή + κατανάλωση + συσσώρευση Εισροή Α, moles/t = FAo*(1-xAo)=FAo Εκροή Α, moles/t =FA = FAo*(1-xA) Κατανάλωση A, moles/t=(-rA)*V=
Αντιδραστήρας ροής πλήρους ανάμιξης (ΑΡΠΑ-CSTR) (τομή) ΑΡΠΑ Συστήματα μεταβλητής πυκνότητας εΑ≠0 Συστήματα σταθερής πυκνότητας εΑ=0 Παράδειγμα (αντίδραση 1ης τάξης) Παράδειγμα (αντίδραση 1ης τάξης)
ΠΑΑΡΔΕΙΓΜΑ Η στοιχειώδης αντίδραση 2ΑΒ πραγματοποιείται σε έναν αντιδραστήρα ΑΡΠΑ. Η ογκομετρική παροχή του συστατικού Α είναι 25 L/s και έχει συγκέντρωση 0,2 mol/L. Ποιος θα πρέπει να είναι ο όγκος του αντιδραστήρα για να επιτευχθεί 90 % μετατροπή; Η τιμή της σταθεράς είναι k=10 L/(mol*s)
FAo=2,8 molA/L FBo=1,6 molA/L V=120 L εΑ=0 QAo=? QBo=? FA xB=75% FB ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ
Συστήματα σταθερής πυκνότητας εΑ=0 (ii) Συστήματα μεταβλητής πυκνότητας εΑ≠0 3 Stage Converter ΑΕΡ
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 4 Α(g) R(g) + 6 S(g) -rA=k*CA, k=10 h-1 , T=650°C, P=4,6 atm, xA=0,80, FAo=4 kmol/h-1 Ποιος είναι ο όγκος του αντιδραστήρα εμβολικής ροής?