反应器组合方式的选择 现有两个体积为VR和2VR的搅拌釜,用于进行一级不可逆液相反应。进料体积流率为2,下列
反应器组合方式的选择
现有两个体积为VR和2VR的搅拌釜,用于进行一级不可逆液相反应。进料体积流率为2,下列哪种情况可获得最高的产物生成速率?
(1)用两个并联操作且各反应器的平均停留时间相等;
(2)并联操作而平均停留时间又不等的情况;
(3)串联操作,物料先进2VR后进VR的组合;
(4)串联操作,物料先进VR后进2VR的组合的情况。
反应为A→P
(1) 因两个反应器平均停留时间相等,所以两个反应器的出口转化率相同,
即
产物P的生成速率为
$对两个反应器分别计算转化率
反应器VR和2VR的人口流率分别为和,且
反应器VR的出口转化率
反应器2VR的出口转化率
则产物P的生成速率为
$串联操作
设cA1为2VR的出口浓度,cA2为VR的出口浓度
产物P的生成速率为
计算结果表明反应器的组合次序不影响一级反应的结果。$与(3)的情况相同。
为了比较,令n=m=2,且。然后计算产物生成速率。
(1)
(2)
(4)与(3)情况相同
计算结果表明,(3)和(4)的串联操作可获得最高产物生成速率。