HEMISKI Zbirka re{eni zada~i REAKTORI 3

Petti del. Kataliti~ki reaktor so fiksen sloj katalizator (PBR)
Zada~a 8
Hidrogenacija na nitrobenzen vo neizotermen PBR
(so razmena na toplina i adijabatski)
Hidrogenacija na nitrobenzen (A) se izveduva vo kataliti~ki
reaktor so fiksen sloj katalizator. Poroznosta na katalizatorskiot
sloj = 0,424. Poradi golemite toplinski efekti
na reakcija, reaktorot raboti so razmena na toplina so medium
koj strui vo obvivkata na reaktorot. Poradi golemata brzina na
struewe na mediumot se zema deka negovata temperatura e konstantna.
Temperaturite na vleznata smesa i na mediumot se isti,
To = Ta = 427,5 K. Pritisokot e atmosferski. Reakcijata e vo
parna faza so golem vi{ok na vodorod. Zatoa site svojstva na
reakcionata smesa mo`at da se zemat kako za vodorod na rabotnata
temperatura i pritisok vo reaktorot. Isto taka, poradi
golemiot vi{ok na vodorod se zema deka volumenskiot protok
niz reaktorot }e se menuva samo poradi promena na temperaturata.
Poznati se slednive podatoci:
– toplina na reakcijata, Hr = –152000 cal/mol,
– specifi~na toplina na vodorodot na 427,5 K,
CP = 6,9 cal/(mol·K),
– koeficient na prenos na toplina, U = 8,67 cal/(cm 2 h K),
– vlezna smesa: FTo = 65,9 mol/h; CAo = 5·10 –7 mol/cm 3 ,
– brzinski izraz, vo odnos na slobodniot volumen vo reaktorot
zaedno so temperaturnata zavisnost na brzinskata konstanta,
e
( r ) k(
T ) C
A
0,
578
A
4
5,
79 10
exp( 2958/
T ) C
3
0,
578
A
(mol/cm
C A(mol/cm
) ; T ( K),
– dimenzii na reaktorot: vnatre{en dijametar D = 3 cm,
dol`ina L = 20 cm.
Da se presmetaat i nacrtaat promenata na konverzijata i
temperaturniot profil nadol` reaktorot za rabota so razmena
na toplina. [to }e se slu~i so ovoj reaktor ako raboti adijabatski
so ista vlezna temperatura kako pri rabota so razmena
na toplina?
3
)/h
341