Dit is een uitgebreide samenvatting van alle te kennen theorie voor het vak reactoren. Behalve wat er op de dia's staat is het ook overal aangevuld met uitleg gegeven door de prof.
- Batch : tijdsafhankelijk, discontinue
- CSTR : continue in en uitvoer uit de reactor
- Plug : tubulaire, langwerpige propstroomreactoren , plaat afhankelijk
We gaan proberen te bereiken in een reactor:
- De reagentia goed te laten mixen
- De kinetiek van het proces gaan beïnvloeden
o Temperatuur
o Druk
Altijd homogene mengsels : 1 enkele fase
- Ofwel gassen ofwel vloeistoffen
De reactiesnelheid
Is gebaseerd op het volume reagerende vloeistof
1 d N i hoeveelheid mol i gevormd mol i
r i= .
V dt
=
[ ]
( vloeistofvolume ) . ( tijd ) m 3 s
Indien A een reactant is dan is ri negatief !
−1 d N i hoeveelheid mol A verdwijnt mol A
−r A = .
V dt
=
( vloeistofvolume ) . ( tijd ) [3
m s ]
Zo kunnen we rA definiëren als een positief getal
V = het volume dat de reactanten innemen
o We spreken af : Vreactor= Vreactanten
o Dus dat de reactor altijd volledig gevuld is
o V = Vr
Men kan de reactiesnelheden van alle reactanten linken aan elkaar door de coëfficiënten
weg te delen
aA + bB rR + sS
−r A −r B r R r S
= = =
a b r s
rA is een functie van
o T, P en samenstelling
o -rA = k.CAn
, 2
fractionele conversie
Een reactie loopt zo goed als nooit volledig 100% af, we krijgen altijd maar een gedeeltelijke
conversie we definiëren de conversiegraad XA
N A , 0−N A
X A=
N A, 0
als we veronderstellen dat V= Cte =V0 is dan:
NA
N A , 0−N A V CA
X A= =1− =1−
N A, 0 N A ,0 C A0
V0
C A=C A 0 . ( 1−X A )
of
−d C A
d X A=
C A0
als V geen cte is dan geld deze algemene formule die altijd juist is:
N A =N A 0 . ( 1−X A )
2. kinetiek van een homogene reactie
we starten met het definiëren van 3 types ideale reactoren
de ideale batch reactor
- discontinue geen voeding
- we veronderstellen een perfecte roering = uniforme concentratie
- geen plaatsafhankelijkheid
- afhankelijk van de tijd
, 3
de ideale plug flow reactor
- continue (steady flow) reactor
- allemaal propjes die elkaar opvolgen doorheen de reactor
o geen axiale menging (in de lengterichting)
o menging in radiale richting is oneindig snel (in de doorsnede)
- de propjes zelf veranderen van concentratie doorheen de reactor
o propje in het begin heeft CA0
o propje op het einde heeft CA,f
- de concentratie is plaatsafhankelijk maar tijdsonafhankelijk
de ideale mixed flow reactor (CSTR)
- continue (steady flow) reactor
- batch reactor met een uitgang
- geen verandering in de tijd
- perfecte menging plaatsonafhankelijk 1 werkconcentratie C= CA,f de uitgaande
concentratie
- de voeding is constant (debiet, beginconcentratie…)
Concentratieafhankelijke term van de snelheidsvergelijking
we veronderstellen dat er enkel enkelvoudige reacties optreden
geen meervoudige reacties
o seriereacties A R S
o parallelle reacties
competitief : A R en A S
naast elkaar : A R en B S
o complexe reacties
A+BR
R+ B S
temperatuuursafhankelijke term van een snelheidsvergelijking
wet van arrhenius :
−E A
k =k 0 . e R .T
r1 k1 Ea 1 1
ln
r2
=ln = . −
[
k2 R T 1 T 2 ]
, 4
3. interpretatie van batch tot reactor data
bij constant volume
we definiëren de reactiesnelheid de verandert per tijd en volume, met volume een cte:
Ni
r i=
1 dNi
. =
d ( )
V
=
d Ci
=k . Ci
n
V dt dt dt
p n
wanneer we ideale gassen hebben geld : C= =
RT V
1 d pi
r i= .
RT dt
we stellen nu bij een 1ste orde reactie:
−d C A 1
−r A = =k .C A
dt
CA t
dCA
−∫ =k .∫ dt
C A0
CA 0
CA
−ln =k .t
CA 0
-
niet constant volume
- bij bijvoorbeeld niet dezelfde stoechiometrie: ( A + B 5C)
- vorming van een gas uit vloeibare reagentia)
1 d N i 1 (C ¿ ¿i . V ) 1 V . d C i +C i . dV d C i +Ci . dV d C i C i dV
r i= . = .d = . = = + . ¿
V dt V dt V dt dt dt V dt
Ci dV
deze formule is altijd en algemeen geldig, bij een cte volume valt . weg want dV/dt=0
V dt
we definiëren εA als de fractionele volumeverandering tussen geen conversie (XA = 0) en volledige
conversie (XA=1)
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller woutdewachter. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $11.58. You're not tied to anything after your purchase.
