Таблица 2.2. Численная зависимость величины рецикла от суммарного объема реакторов при подаче рецикла на вход второго реактора.

График по этим данным представлен на рис 2.4.

Рис.2.4. Зависимость величины рецикла от суммарного объема реакторов при подаче рецикла на вход второго реактора.

По графику видно, что с увеличением объема рецикл уменьшается и наоборот.

Концы кривой стремятся к некому пределу. Если взять, например, объем меньше предельной величины, то ни при какой величине рецикла 100% -ая конверсия не может быть достигнута.

Глава 3. Расчетная часть

С помощью пакета программ ChemCad проверяем аналитические расчеты и зависимости.

Эта программа, как и множество других, с успехом используется для решения многочисленных задач, связанных с анализом и синтезом ХТС, основными элементами которых являются реакционные и массообменные аппараты.

Проведем анализ двух рециркуляционных реакционно-ректификационных систем с различной подачей рецикла, но при одинаковых начальных условиях.

Сначала проверим зависимость величины рецикла от суммарного объема с помощью опытных данных снятых в программе ChemCad.

В обеих системах протекает одна и та же реакция изомеризации параксилола в ортоксилол. Начальный поток F=10 кмоль/час содержит только чистый параксилол, xf=1. Ректификационная колонна содержит 70 тарелок. Тарелка питания №35, паровое число Rb=50.

Рассчитаем минимальный суммарный объем реакторов по формуле

Vmin = = (3.1)

Где CAm = rA, при температуре реакции (t=1000C=3730K),

Где плотность считается по формуле, представленной в программном пакете ChemCad 5.2.

rA = (3.2)

Коэффициенты для параксилола:

А = 0,67752

В = 0,25887

С = 616,2

D = 0.27596

Следовательно r = 2,98, а Vmin = 1,68м3, при k+= 2 и F = 10кмоль/час.

Для схемы с рециклом, охватывающим два реактора зависимость выглядит следующим образом (таблица 3.1): данные сняты при постоянном составе смеси в кубовой части колонны – содержание параксилола x=0.001м. д.

V, м3	R, кмоль/час
8	6,2
7	6,3
6	6,5
5	6,9
4	7,7
3	11,1
2,5	12,1
2	13,55
1,7	15,6
1,68	15,7

Таблица 3.1. Численная зависмиость величины рецикла от суммарного объема реакторов при охвате рециклом двух реакторов при постоянном составе х=0,001м. д.

Графическая зависимость по данным таблицы 3.1. представлена на рис. (3.1)

Рис.3.1. Зависимость величины рецикла от суммарного объема реакторов при подаче рецикла на вход первого реактора при постоянном составе смеси.

Для схемы с рециклом, охватывающим один реактор зависимость выглядит следующим образом (таблица3.2): данные сняты при постоянном составе смеси в кубовой части колонны – содержание параксилола x=0.001м. д.

V, м3	R, кмоль/час
8	7,5
7	7,8
6	8,5
5	11
4	13,2
3	13,5
2,5	15,9
2,2	16,3
2	19,5

Таблица 3.2. Численная зависимость величины рецикла от суммарного объема реакторов при подаче рецикла на вход второго реактора при постоянном составе х=0,001м. д.

График, по этим данным, представлен на рис.3.2.

Рис.3.2. Зависимость величины рецикла от суммарного объема реакторов при подаче рецикла на вход второго реактора при постоянном составе х=0,001м. д.

Из этих графиков (рис.2.2, 2.4, 3.1. и 3.2) видно, что вид зависимостей, полученных аналитически и рассчетно, совпадает. Прослеживается одна и та же закономесрность. С увеличением рецикла объем уменьшается и наоборот.

Теперь построим зависимости энергозатрат от величины рецикла, при постоянном составе смеси в кубе колонны, содержащей x=0.001м. д. параксилола, и суммарном объеме V=5м3:

Для схемы с рециклом, охватывающим два реактора численная зависимость представлена в таблице 3.3.

R, кмоль/час	Rb	Q*107, кДж/час
7	48	1,79177
8	43	1,60518
9	43	1,60509
10	43	1,60514
11	45	1,67978
12	45	1,67982
15	48	1,79183
20	53	1,97834
25	58	2,16508
30	63	2,35169
35	68	2,53832
40	73	2,72503
45	78	2,91184
50	83	3,09846
55	88	3,28511
60	93	3,47152
65	98	3,65804
70	103	3,84471
75	108	4,03104
80	113	4,21836
85	117	4,36775
90	122	4,55428
95	127	4,74097
100	132	4,92748