Sprawozdanie z ćwiczenia nr 2

BADANIE PRZEBIEGU PROCESU TECHNOLOGICZNEGO W PRZEPŁYWOWYM REAKTORZE ZBIORNIKOWYM

Opracowały:

Monika Szychowska

Katarzyna Tarańczuk

Agnieszka Wawrzyniak

GR. II ZESPÓŁ IV

Opis ćwiczenia:

W reaktorze przepływowym z idealnym mieszaniem stężanie mieszaniny reakcyjnej i jej temperatura są takie same w całej objętości. Jeżeli reaktor pracuje w stanie ustalonym (co ma miejsce poza okresem rozruchu i wyłączania), to akumulacja równa jest zeru:

gdzie:

q_io - przepływ mieszaniny reakcyjnej na wlocie do reaktora [dm³/h]

q_ik - przepływ mieszaniny reakcyjnej na wylocie z reaktora [dm³/h]

C_io - stężenie składnika i na wlocie do reaktora [mol/dm³]

C_ik - stężenie składnika i na wylocie z reaktora [mol/dm³]

ν_i - współczynnik stechiometryczny składnika i

V_r - objętość reaktora [dm³]

r - równoważnikowa szybkość reakcji [mol · dm^-3 · h^-1]

τ - czas [h]

Jeżeli w układzie nie zachodzi zmiana objętości, to q_io = q_ik i wówczas:

lub

gdzie:

α - stopień przemiany składnika i:

Równoważnikowa szybkość reakcji w reaktorze przepływowym wynosi więc:

Badanym procesem jest zmydlenie octanu etylu przebiegające zgodnie z równaniem:

CH₃COOC₂H₅ + NaOH = CH₃COONa + C₂H₅OH

Surowce doprowadzane są z różną prędkością przepływu regulowaną za pomocą pompy perystaltycznej. Na podstawie pomiarów przepływu oblicza się stężenia na wlocie, natomiast stężenia na wylocie oblicza się na podstawie pomiaru przewodnictwa właściwego.

W przypadku zmydlania octanu etylu początkowe przewodnictwo roztworu zależy tylko od stężenia wodorotlenku sodowego, natomiast przewodnictwo po zajściu reakcji od stężenia octanu sodu.

Przewodnictwo właściwe roztworu wyraża wzór:

gdzie:

b - stężenie początkowe NaOH [mol/dm³]

χ⁰ - przewodnictwo na wlocie do reaktora [S · cm^-1]

χ^t - przewodnictwo na wylocie z reaktora [S · cm^-1]

χ^∞ - przewodnictwo mieszaniny reakcyjnej po całkowitym

przereagowaniu, mierzone poza reaktorem [S · cm^-1]

Wykonanie ćwiczenia:

Przeprowadziliśmy pomiary przewodnictwa na wlocie i wylocie z reaktora oraz po całkowitym przereagowaniu dla następujących przypadków:

1. CH₃COOC₂H₅ : NaOH = 1 : 1

2. CH₃COOC₂H₅ : NaOH = 2 : 1

3. CH₃COOC₂H₅ : NaOH = 3 : 1

4. CH₃COOC₂H₅ : NaOH = 4 : 1

Każdy pomiar powtórzyliśmy trzykrotnie. Uśrednione wyniki dokonanych pomiarów zestawiliśmy w tabeli:

Lp.	Stosunek qNaOH/qOE	Przepływ [dm^3/h]		Przewodnictwo[ S/cm]
		NaOH	OE	χ^0[S/cm]	χ^t [S/cm]	χ^∞ [S/cm]
1	1:1	0,6	0,6	0,8233	0,6297	0,5637
2	1:2	0,6	1,2	0,558	0,3907	0,3167
3	1:3	0,6	1,8	0,3933	0,2747	0,229
4	1:4	0,6	2,4	0,331	0,2653	0,223

---