Контрольная работа
Сравнение изотермического реактора идеального вытеснения и реактора полного смешения в зависимости от степени превращения
Введение
Серная кислота является одним из крупнотоннажных продуктов химической технологии. Серная кислота относиться к числу сильных кислот и является самой дешёвой. Она реагирует почти со всеми металлами, вступает в реакции обменного разложения. Почти половину всей вырабатываемой кислоты используют для производства минеральных удобрений. Также серную кислоту применяют в нефтехимической, металлургической отраслях промышленности, для производства химических волокон, красителей, взрывчатых веществ и других продуктов.
Окисление оксида серы (IV) является второй стадией производства cерной кислоты. По методу окисления оксида серы (IV) различают контактный и нитрозный способы производства серной кислоты. В современных производствах окисление проводят в присутствии твердого катализатора, и способ производства называют контактным. При нитрозном способе катализатором служат оксиды азота. Окисление проводят в жидкой фазе с помощью нитрозы, выполняющей функции передатчика кислорода.
Окисление оксида серы (IV) в оксид серы (VI) – основной процесс в производстве серной кислоты. Окисление проводят после тщательной очистки газа от пыли, тумана серной кислоты, контактных ядов и осушки.
Равновесие реакции окисления SO2 в соответствии с принципом Ле-Шателье сдвигается в сторону образования SO3 при понижении температуры и повышении давления. Равновесная степень превращения реагентов зависит также от соотношения SO2 и O2 в газе. Некаталитическое окисление оксида серы (IV) протекает столь медленно, что в производственных масштабах его проводить нецелесообразно. Поэтому процесс проводят в присутствии катализаторов. В сернокислой промышленности в разное время применяли лишь три вида катализаторов, основу которых составляли металлическая платина, оксиды железа и оксид ванадия (V). Самыми активными катализаторами являются платиновые. Однако из-за высокой чувствительности к контактным ядам, в частности к мышьяковистым соединениям, эти катализаторы уже давно не применяются.
Катализаторы на основе оксидов железа практически не отравляются, но достаточную активность он проявляет лишь при температуре выше 625С. При такой температуре равновесная степень превращения не превышает 70%, и использование таких катализаторов возможно лишь для так называемого предварительного окисления сернистого газа со степенью превращения 50-60%.
Ванадиевые катализаторы в условиях работы представляют собой пористый носитель, внутренняя поверхность которого смочена пленкой раствора V2O5 в расплаве пиросульфата калия.
В рамках данной работы мы рассматриваем 2 типа реакторов: реактор идеального вытеснения и реактор полного смешения.
Реактор идеального вытеснения. При прохождении потока через данный реактор все частицы движутся с одной скоростью, не перемешиваясь друг с другом, то есть исходные реагенты не смешиваются с продуктами реакции. В каждом поперечном сечении потока концентрации их выровнены, но плавно изменяются по длине реакционной зоны. Аналогично изменяется скорость процесса.
По условию задания мы используем изотермический температурный режим, который характеризуется постоянством температуры по всей длине реакционной зоны. ............
