Жидкофазная обратимая реакция 2A-R проводится в РИС-н объемом 2,6 м3. Константа скорости прямой реакции k1=31,4 м3/(кмоль*мин), обратной k2=...
Условие:
Жидкофазная обратимая реакция 2A-R проводится в РИС-н объемом 2,6 м3. Константа скорости прямой реакции k1=31,4 м3/(кмоль*мин), обратной k2=2 мин-1. Концентрация исходного вещества 0,6 моль/л. Требуемая степень превращения xA=0,8. Определить производительность реактора по продукту R
Решение:
Для определения производительности реактора по продукту R, необходимо знать скорость образования продукта R в единицах объема реактора в единицу времени.
Скорость образования продукта R в единицах объема реактора в единицу времени может быть выражена через константы скорости прямой и обратной реакций следующим образом:
r = k1 * [A]^2 - k2 * [R]
где r - скорость образования продукта R, [A] - концентрация исходного вещества A, [R] - концентрация продукта R.
Для определения производительности реактора по продукту R, необходимо умножить скорость образования продукта R на объем реактора:
P = r * V
где P - производительность реактора по продукту R, V - объем реактора.
Для решения задачи, нам также необходимо определить концентрацию продукта R.
Из условия задачи известно, что требуемая степень превращения исходного вещества A равна 0,8. Это означает, что 80% исходного вещества A превратилось в продукт R. Следовательно, концентрация продукта R составляет 0,8 * 0,6 моль/л = 0,48 моль/л.
Теперь мы можем рассчитать скорость образования продукта R:
r = k1 * [A]^2 - k2 * [R] = 31,4 м3/(кмольмин) * (0,6 моль/л)^2 - 2 мин-1 * 0,48 моль/л = 31,4 м3/(кмольмин) * 0,36 моль^2/л^2 - 2 мин-1 * 0,48 моль/л = 11,304 моль/(лмин) - 0,96 моль/(лмин) = 10,344 моль/(л*мин)
Теперь мы можем рассчитать производительность реактора по продукту R:
P = r * V = 10,344 моль/(л*мин) * 2,6 м3 = 26,898 моль/мин
Таким образом, производительность реактора по продукту R составляет 26,898 моль/мин.