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)
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper woutdewachter. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €10,49. Je zit daarna nergens aan vast.
