Дипломная работа: Сравнительный анализ рециркуляционных схем на примере реакции изомеризации
V1 = V2.
k+ = 2
k - = 1
F = 10кмоль/час.
При этих значениях с помощью программы Excel численно просчитаем, по формуле (2.24), зависимость величины рецикла от объема. Результаты представлены в таблице 2.1.
R | V | V1 | V2 |
58,87981 | 6 | 3 | 3 |
21,59592 | 8 | 4 | 4 |
14,27051 | 10 | 5 | 5 |
11, 20142 | 12 | 6 | 6 |
9,539015 | 14 | 7 | 7 |
8,50905 | 16 | 8 | 8 |
7,815321 | 18 | 9 | 9 |
7,320508 | 20 | 10 | 10 |
5,672232 | 40 | 20 | 20 |
5,324409 | 60 | 30 | 30 |
5, 191836 | 80 | 40 | 40 |
5,126946 | 100 | 50 | 50 |
5,090286 | 120 | 60 | 60 |
5,067531 | 140 | 70 | 70 |
5,052428 | 160 | 80 | 80 |
5,041888 | 180 | 90 | 90 |
5,03424 | 200 | 100 | 100 |
5,028513 | 220 | 110 | 110 |
5,024113 | 240 | 120 | 120 |
5,020659 | 260 | 130 | 130 |
5,017898 | 280 | 140 | 140 |
5,015657 | 300 | 150 | 150 |
5,013811 | 320 | 160 | 160 |
5,012274 | 340 | 170 | 170 |
5,010981 | 360 | 180 | 180 |
5,009881 | 380 | 190 | 190 |
Таблица 2.1. Численная зависимость величины рецикла от суммарного объема реакторов при подаче рецикла на вход первого реактора.
?? ???? ?????? ???????? ??????, ?????????????? ?? ???.2.2.
Рис.2.2. Зависимость величины рецикла от суммарного объема реакторов при подаче рецикла на вход первого реактора.
Из графика видно, что с увеличением рецикла объем уменьшается и наоборот.
Поэтому для проведения какого-либо процесса следует выбирать оптимальное соотношение объема и величины рецикла.
2.2. Рециркуляционная схема с рециклом, охватывающим один реактор.
Рассмотрим рециркуляционную систему (рис.2.2), состоящую из двух реакторов идеального смешения и ректификационной колонны, где рецикл охватывает только один реактор.
В реакторах протекают обратимые реакции типа AB, скорость которых подчиняется закону действующих масс. На вход в систему подается чистый реагент А, реакционная смесь зеотропна, колонна обладает бесконечной эффективностью по разделению, реагент А является легколетучим компонентом. Тогда в соответствии с обозначениями на (рис.2.3) система балансовых уравнений в статике относительно реагента А имеет вид:
Для смесителя:
G = F + R (2.25)
Gxg = Fxf1 + Rxr (2.26)
R Xr
V1 V2
F F G L
Xf Xf1 Xg Xl2
W, Xw
Рис.2.3. Рециркуляционная система. Реактор-ректификационная колонна.
С охватом рециклом одного реактора.
Для колонны:
L = W + R (2.27)
Lxl2 = Wxw + Rxr (2.28)
Для реакторов:
Для первого реактора:
Fxf = Fxf1 + V1rA1 (2.29)
Где rA1 = k+xf1 – k-(1 – xf1) (2.30)
Для второго реактора: