Geterogen reaksiyalar tezligi va tezlikni oshirish talablari (2 soat)

Tehnologik jarayonlar tezligi

Butun mahsulot buyicha tehnologik jarayon tezligi bu - to’g’ri, teskari va qo`shimcha reyaksiyalar, hamda dastlabki reagentlarning reyaksiya maydoniga va mahsulotning shu maydondan tashkariga diffuziyalanishi tezliklarining yigindi (umumiy) tezligidir. Kurib chikilgan muvozanat konuniyatlaridan fakat maksimal holatdagi (nazariy) mahsulot chikishini (H) aniqlash mumkin. Ammo
Ishlab chiqarishda nazariy mahsulot chikishiga to’g’ri 3j va teskari 32 reyaksiyalar yigindisi tezliklarning pasayishi tufayli odatda erishib bo`lmaydi.
Qaytmas jarayonlarda, ya'ni 32 =0 da dastlabki reagentlardan biri reyaksiya uchun to’liq sarflanganda umumiy reyaksiya tezligi (3) nolga intiladi (3^- 0).
Qaytar reyaksiyalarda esa 31 = 32 bo`lganda, ya'ni muvozanat holatda 3 ^ 0 bo`ladi.
Massalar ta'sirlashuv konuniga kura yopik sistemada hosil bo`layotgan
Mahsulot miqdori (G) vaqt birligi (t) ichida logarifmik egri chizik ko`rinishida ortib boradi. Mahsulot chikishi (aylanish darajasi) H egri chizigi ham shu ko`rinishda uzgaradi (1 - rasm).

Reyaksiya tezligi vaqt birligi ichida muvozanat holatga yaqinlashishi yoki dastlabki moddalar konsentratsiyasining kamayib borishi bilan nolga intiladi. 1 - rasmdan egri chiziklar kimyoviy reyaksiya uchun vaqt birligi ichida jarayon kinetikasini ifodalaydi.
Oddiy va murakkab reyaksiyalarda asosiy dastlabki moddalar va mahsulot konsentratsiyasining uzgarishi egri chiziklari turli ko`rinishda bo`ladi. Ideal siqib chiqarish rejimida hajm uzgarmasdan ketadigan A ^ D shema ko`rinishdagi oddiy reyaksiyalarda dastlabki moddalar konsentratsiyasi CA vaqt birligi ichida qaytmas jarayonlar uchun boshlangich CAS qiymatdan nolga, qaytar jarayonlar uchun esa muvozanatli C* qiymatgacha kamayib boradi (2 - rasm). Mos ravishda
Chikayotgan mahsulot konsentratsiyasi CD qaytar reyaksiyada nol qiymatdan C* gacha ortib boradi. C* qiymat muvozanatli aylanish darajasi Hm qiymatiga mos Keladi, qaytmas jarayonlarda X=1 gacha bo`ladi.
Ko`pincha kimyoviy reyaksiyalar murakkab reyaksiyalar turiga kiradi. Ular elementar bosqichlardan iborat bo`lib, uz navbatda parallel va ketma-ket keluvchi murakkab reyaksiya turiga bo`linadi.
Parallel reyaksiyalarda konsentratsiyaning uzgarishi 3 - rasmda berilgan. Parallel reyaksiya shemasi: Ketma -ket keluvchi reyaksiya shemasi :
Ki B
A -B -D ko`rinishdagi ketma-ket keluvchi reyaksiyalarda konsentratsiyaning uzgarishi 4 - rasmda egri chiziklar orkali ifoda etilgan. Ko`p organik moddalarni sintez kilishda oralik mahmulot B asosiy butun mahsulot

Hisoblanadi. Rasmdan kurinib turibdiki, B mahsulotning optimal chikiti fakatgina k / k2 nisbatiga bog`liq bo`lmay, balki optimal vaqtga ham bog`liq ekan. Vaqtning ortib boriti B mahsulotning D mahsulotga aylanib ketitiga olib keladi. Ko`p sonli oksidlanish jarayonlari, gidrolanit reyaksiyalari bunga misol bo`la oladi

4 - rasm. A --^B ---^D ko`rinishdagi qaytmas ketma-ket reyaksiyalarda konsentratsiyaning uzgarishi:

A - - = k2; b - - >> k2; v - k « k;
Oqimli reaktorlarda jarayon vaqti reaksion hajm balandligining H reagentlar oqimi chizikdi tezligi w nisbatiga teng, yana reaksion hajm v bilan
Reagentlar aralashmasi sarfi Vap nisbati orkali ifodalanadi:
1 - 4 - rasmdagi kinetik egri chiziklar oqimli reaktorlardagi davriy va ideal siqib chiqaruvchi jarayonlar uchun harakterlidir. To’liq aralashtiruvchi rejimida ketuvchi jarayonlar uchun kinetik egri chiziklar ulardan fark kiladi (5- rasm).



5-rasmdan kurinib turibdiki, harorat t, bosim R va boshlangich konsentratsiya Sb doimiy bo`lganda asosiy dastlabki mahsulotning butun mahsulotga aylanish darajasi to’liq aralashtirish rejimida siqib chiqarish rejimiga Karaganda yuqori bo`ladi:
H,ajm uzgarishi bilan ketadigan jarayonlar uchun:
Bu erda: r -konsentratsiyaning boshlangich aralashma hajmiga kayta hisoblash koeffisienti.
Jarayon tezligi vaqt birligi ichida mahsulot chikishi H yoki tezlik konstantasi k orkali topiladi. Mahsulot chikishi sharoitga karab aylanish darajasi, muvozanatli va nazariy chikish nomi bilan ataladi. Mahsulot chikishi X deb nazariy chikgan mahsulot miqdorining (Gff) maksimal hosil bo`lgan
Mahsulot miqdori (GM) nisbatiga aytiladi:
Nazariy chikittt Hn quyidagi formula orkali topiladi:
Bu erda:
GH - nazariy hosil bo`lgan mahsulot miqdori ; GM - muvozanat holatdagi mahsulot miqdori.
Umuman , mahsulot chikishi bir nechta parametrlarga bog`liq:
X = r(T, P, t, CA, CB, CD, n...)
Bu erda: r- funkcional bog`liqdik; T - harorat; r- bosim; t- vaqt; CA, CB, CD dastlabki va reyaksiya mahsulotlari konsentratsiyasi; n - reyaksiya tartibi