Курсовая работа: Математическое моделирование процесса получения эмульгатора

2 СН₂ – О – С + 2 N - СН – СН – ОН = С₇ Н₁₅

С₇ Н₁₅ СН – СН - ОН О

О 2 N - СН – СН – О – С + 3 C₂ H₅ OH

С₇ Н₁₅

СН₂ – О – С О

С₇ Н₁₅ СН – СН – О – С

С₇ Н₁₅

Упрощённо её можно записать, как:

A+В-С+D.

Требуется найти состав смеси на выходе, а также определить время, при котором концентрация вещества C будет иметь максимальное значение.

Идеализированная схема реактора идеального смешения для данной реакции представлена на рис.1. Условия физической реализуемости этой модели выполняются, если во всём потоке или на рассматриваемом его участке происходит полное (идеальное) смешение частиц потока. В таком случае любое изменение концентрации вещества на входе потока мгновенно распределяются по всему объёму аппарата.

Са, Св, Сс, Сd

Рис.1 Идеализированная схема реактора идеального смешения

Са,о , Св,о – концентрация веществ А и В на входе в аппарат;

Са, Св, Сс, Сd – концентрации веществ А, В, С, D в определённый момент времени на выходе из аппарата.

Для каждого реагента запишем уравнение материального баланса движущегося потока, гидродинамическая структура которого близка к представлениям, связанным с идеальным смешением:

х *Ca,o - х * Ca + V * щ_a = 0

х * Cв,o - х * Cв + V * щ_в = 0

х * Сс,о + х * Сс + V * щ_с = 0 (1)

х * Сd,o + х * Cd + V * щ_d =0

где х – объёмный расход реагента, м³ /ч; Сi – концентрация реагента, кмоль/м³ ; щ_i - скорость химической реакции по i –му реагенту, кмоль/( м³ *ч).

Скорости образования реагентов описываются следующими кинетическими уравнениями:

щ_a = - 2*К* Са

щ_в = - 2*К* Св (2)

щ_с = 2*К* Сс

щ_d = 3*К * Сd

С учётом этого можно записать систему уравнений (1) иначе:

х * Ca,o - х * Ca– 2*V * K * Ca = 0