mathematical models of chemical reactors taking into account exchange

1. Математические модели
химических реакторов с учетом
переноса тепла
Лекция

2. Наиболее выгодным в химической технологии
считается изотермический режим работы реактора,
однако изотермические реакторы редко используются в
производстве из-за высокой стоимости, поскольку для
сохранения постоянной температуры процесса
необходимо подводить или отводить тепло,
соответствующее тепловому эффекту реакции.
 Рассмотрим неизотермические реакторы.

3.  Уравнение теплового баланса РИС
 Стационарный режим:
1. Реактор идеального смешения

4.  Уравнение теплового баланса РИВ
 n-число реакций в данном процессе.
 В стационарном режиме:
2. Реактор идеального вытеснения

5.  1 Реакторы идеального смешения.
 2. Реакторы идеального вытеснения.
 В стационарном режиме:
Политропический режим работы
реакторов

6. Приведенные уравнения теплового баланса следует
решать совместно с уравнениями материального
баланса и уравнением Аррениуса.
Политропический режим работы
реакторов

7. Протекает в трубчатом реакторе высотой 10 м, =0.05м.
1. Реактор идеального вытеснения;
2. неизотермический процесс;
3. преобладают экзотермические реакции
(-Н);
1. политропический режим (тепло необходимо отводить).
Пример математической модели
неизотермического процесса

8.  Математическая модель состоит из уравнений
материального и теплового балансов:
Математическая модель
неизотермического процесса.
;
;
;

























C
C
B
C
B
C
B
A
B
A
A
А
C
u
C
K
C
K
t
C
C
u
C
K
C
K
C
K
t
C
C
u
C
K
t
С
3
2
3
2
1
1
 ;
А
ХЛАДОАГЕНТ
ТЕКУЩ
C
B
A
P
P T
T
KF
C
K
H
C
K
H
C
K
H
C
T
u
t
T
C 













3
3
2
2
1
1



при t=0
СА(0)=СА0
СВ(0)=СС(0)=0
Т(0)=ТВХОДА

9. 1. Метанол получают из синтеза газа СО, СО2, Н2.
2. Условия:
1. Катализатор:Zn-Cu
2. P=50-100ат
3. T=1800-2800C
4. =10-35ч-1
5. Процесс экзотермический
Моделирование процесса синтеза
метанола

11. МЕХАНИЗМ ПРОЦЕССА

12.  Синтез CH3OH описывается следующими кинетическими
уравнениями скорости, полученными исследователями
на основе экспериментальных данных
 Уравнение Темкина:
Моделирование процесса синтеза
метанола

13.  Математическая модель РИВ в стационарном режиме:
Моделирование процесса синтеза
метанола

14.  Режим адиабатический
 при =0:
Моделирование процесса синтеза
метанола

15. Конец лекции