INŻYNIERIA REAKTORÓW CHEMICZNYCH - KOLOKWIUM ZALICZENIOWE -
2 TERMIN (9.03.2012r.)

ZADANIE 1

W reaktorze okresowym, w stałej objętości i temperaturze 25°C prowadzono w roztworze wodnym reakcję nieodwracalną wg następującego schematu stechiometrycznego:

HCN + CH₃CHO = CH₃CH(OH)CN

A + B = C

Uzyskano następujące wyniki:

t [min]	3,28	11,12	24,34	40,35	67,22	∞
CA · 10^2[mol/dm^3]	6,57	6,19	5,69	5,15	4,63	2,73
CB · 10^2[mol/dm^3]	3,84	3,46	2,96	2,42	1,90	0,00

Wyznaczyć równanie kinetyczne tej reakcji, stałą szybkości oraz obliczyć stężenia początkowe obydwu substratów.

ZADANIE 2

W środowisku gazu rzeczywistego przebiega pojedyncza reakcja odwracalna. Wyprowadzić równanie pozwalające na obliczenie równowagowego stopnia przemiany tej reakcji.

ZADANIE 3

W izotermicznym reaktorze zbiornikowym o objętości 2000 [dm³] przebiega odwracalna reakcja chemiczna:

A ↔ B

Natężenie przepływu reagentów wynosi 250 [dm³/min]. Stałe kinetyczne wyznaczono doświadczalnie i wynoszą one odpowiednio:

k₁ = 3· 10⁷ exp (-5838/T) [1/min]

k₂ = 1,9 · 10^-11 exp (-5838/T) [1/min]

Stężenie produktu „B” w strumieniu zasilającym wynosi: C_Bf = 0, a substratu „A” wynosi:
C_Af = 4 [mol/dm³].

Wyprowadzić bilanse masowe reagentów. W jakiej temperaturze musi pracować reaktor aby uzyskać stopień przemiany substratu α_A = 0,8?

ZADANIE 4

W izotermicznym reaktorze rurowym o przepływie tłokowym przebiega nieodwracalna reakcja II rzędu opisana równaniem kinetycznym:

r_A = k · C_A²

Stała szybkości reakcji wynosi:

k = 0,2864 · 10⁴ [cm³/mol·s]

Wyprowadzić model matematyczny reaktora. Doprowadzić równania do postaci bezwymiarowej. Wyznaczyć długość reaktora konieczną do uzyskania 93% stopnia przemiany substratu „A”, jeżeli średnica wewnętrzna reaktora wynosi 10 [cm], objętościowe natężenie surowca wynosi F_V = 0,003 [m³/s], a stężenie substratu w strumieniu zasilającym C_Af = 0,3 [kmol/m³].