रिएक्टर के आयतन की गणना संबंधी जानकारी
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इंटरमिटेंट रिएक्टर में, हेक्साडिक्रोिक एसिड एवं हेक्सानोल को सल्फ्यूरिक एसिड के उत्प्रेरक की मदद से आपस में प्रतिक्रिया करने दिया जाता है। द्वितीयक अभिक्रिया:– ra = kCa²kmor·m⁻³·h⁻¹
के मान = 0.1182 m³·kmor·h⁻¹
हेक्सामाइलेनिक एसिड की प्रारंभिक सांद्रता CA₀ = 4 kmor·m⁻³
यदि प्रतिदिन 2400 किलोग्राम हेक्सामाइलेनिक एसिड प्रसंस्कृत किया जाए, प्रत्येक बैच के लिए सहायक उत्पादन समय 1 घंटा हो, रिएक्टर का भरने का गुणांक 0.75 हो, एवं रूपांतरण दर 80% हो, तो आवश्यक रिएक्टर का आयतन कितना होगा?
**समाधान:**
द्वितीयक अंतरालीय रिएक्टर के लिए:
tr = 1 × 0.8 / [(0.1182 × 4) × (1 – 0.8)] = 8.5 घंटे
tt = 8.5 + 1 = 9.5 घंटे
FA₀ = 2400 / (24 × 146) = 0.684 kmor/घंटा
V₀ = FA₀ / CA₀ = 0.684 / 4 = 0.171 m³/घंटा
प्रभावी आयतन = V₀ × tt = 0.171 × 9.5 = 1.63 m³
कुल आयतन = 1.63 / 0.75 = 2.17 m³
**प्रश्न:**
यहाँ FA₀ एवं CA₀ दोनों ही हेक्सामाइलेनिक एसिड से संबंधित मान हैं; फिर यहाँ प्राप्त आयतन-प्रवाह दर हेक्सामाइलेनिक एसिड की ही आयतन-प्रवाह दर क्यों नहीं है? मोलर अनुपात में हाइड्रॉक्सीएनिलीन के लिए भी कुछ निश्चित अभिक्रिया आयतन की आवश्यकता होगी, है ना? यदि हाइड्रॉक्सीएनिलीन की प्रारंभिक सांद्रता भी 4 ही हो, तो क्या आवश्यक अभिक्रिया आयतन को दोगुना करने की आवश्यकता होगी?
CA0 का अर्थ है, जब पदार्थों को रिएक्टर में डाल दिया जाता है, तथा अभिक्रिया शुरू होने के समय A घटक की सांद्रता। इस समय B घटक भी निश्चित रूप से रिएक्टर में मौजूद होता है; अतः अभिक्रिया में भाग लेने वाले पदार्थ A एवं B का मिश्रण होता है। A:B = 1:1; सामग्री में CB0 का मान स्वाभाविक रूप से CA0 के बराबर होता है। यदि A एवं B को 1:1 के अनुपात में दो अलग-अलग स्रोतों से रिएक्टर में भेजा जाए, एवं भेजने से पहले एक स्रोत में A की सांद्रता CA हो एवं दूसरे स्रोत में CB हो, तो मिश्रण होने के बाद A एवं B की सांद्रता क्रमशः 1/2CA एवं 1/2CB होगी। इस स्थिति में, CA0 एवं CB0 क्रमशः 1/2CA एवं 1/2CB ही होंगे। ऐसी स्थिति के बारे में प्रश्न की शर्तों में विशेष रूप से उल्लेख करना आवश्यक है। इस प्रश्न में दी गई अभिक्रिया-समीकरणों में कुछ समस्याएँ हैं। वास्तव में, यह समीकरण –ra=kCaCbkmor.m-3.h-1 होना चाहिए। यदि मूल प्रश्न में दिए गए समीकरण के अनुसार ही गणना की जाए, तो यह हेक्साडिक एसिड के लिए द्वितीयक अभिक्रिया, एवं हेक्साग्लाइकॉल के लिए शून्यतम अभिक्रिया होगी।
क्योंकि आयतन की गणना में सांद्रता का ही उपयोग किया जाता है, न कि पदार्थ की मात्रा का। सांद्रता, सामग्री की समग्र स्थिति को दर्शाने हेतु पर्याप्त है।