Reaktör hacminin hesaplanması hakkında
Thread Content
Eş mol oranındaki adipik asit ve heksil glikol, sürekli olmayan bir reaktörde sülfürik asit katalizörü kullanılarak reaksiyona girer. İkinci derece reaksiyon: -ra=kCa2kmor.m-3.h-1, k=0,1182m3.kmor.h. Giriş hidrazinik asit konsantrasyonu CA0=4kmor.m-3’tür. Eğer günde 2400 kg hidrazinik asit işleniyorsa, her parti için yardımcı üretim süresi 1 saat, reaktör doldurma katsayısı 0,75 ve dönüşüm oranı %80 ise, gerekli reaktör hacmi nasıl bulunur?Çözüm: İkinci derece aralıklı reaktör için tr=1×0,8/【(0,1182×4)×(1-0,8)】=8,5 saat; tt=8,5+1=9,5 saat. FA0=2400/(24×146)=0,684kmor/saat. V0=FA0/CA0=0,684/4=0,171m3/saat. Etkili hacim=v0×tt=0,171×9,5=1,63 m3. Toplam hacim=1,63/0,75=2,17 m3.
Soru: Buradaki FA0 ve CA0 değerleri hidrazinik asitle ilgiliyken, elde edilen hacim akış hızı neden hidrazinik asidin kendisine ait hacim akış hızı değil? Mol başına heksan diolün de belirli bir reaksiyon hacmine ihtiyacı olmalı. Eğer glikolün başlangıç konsantrasyonu da 4 ise, gereken reaksiyon hacmi ikiye katlanmalı mıdır?
CA0, malzemenin reaktöre zaten yerleştirildiği ve reaksiyonun başladığı anki A bileşeninin konsantrasyonunu ifade eder; bu aşamada B bileşeni de mutlaka reaktöre yerleştirilmiştir ve reaksiyon malzemesi A ve B’nin bir karışımıdır. A:B=1:1, malzemedeki CB0 doğal olarak CA0 ile aynıdır. Eğer A ve B, 1:1 akış oranında iki ayrı grup halinde reaktöre girerse ve girmeden önce bir grubun konsantrasyonu CA, diğer grubun konsantrasyonu CB ise, karıştıktan sonraki konsantrasyonlar 1/2CA ve 1/2CB olur. Bu durumda A ve B’nin konsantrasyonları (1/2CA, 1/2CB) sırasıyla CA0 ve CB0’dur. Bu durum, sorunun koşullarında özellikle belirtilmelidir. Bu sorudaki reaksiyon denklemi biraz sorunlu; doğrusu -ra=kCaCbkmor.m-3.h-1 olmalıdır. Orijinal soruda yazıldığı şekliyle bu durum, adipik asit için ikinci derece, hidroksietilen glikol için ise sıfır derece bir reaksiyon anlamına gelir.
Çünkü hacim hesaplamasında konsantrasyon kullanılır, mol sayısı değil. Konsantrasyon, malzemenin genel durumunu temsil edebilir.