Some general considerations of reversible chemical reactions in batch and tubular reactors

Authors

  • Arvind Varma,

    1. Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Minnesota, Minneapolis, Minnesota 55455, U.S.A.
    Current affiliation:
    1. Union Carbide Corporation, Tarrytown, N.Y. 10591
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  • Neal R. Amundson

    1. Department of Chemical Engineering and Materials Science, University of Minnesota, Minneapolis, Minnesota 55455, U.S.A.
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Abstract

The possibility of change in the algebraic sign of the net reaction rate of a single reversible reaction occurring in adiabatic or non-adibatic batch and tubular reactors is investigated. This change is shown not to occur for adiabatic reactors; it may depending on the operating conditions and the system parameters for non-adiabatic reactors. These and the related aspects of approach to system equilibrium are analyzed by an examination of the mathematical models describing these chemical reactors. Important results are summarized throughout the paper as Conclusions 1 - 10. The results have direct applications in reactor design and operation. From a practical point of view it means that yield may be reduced in some cases by allowing too long a residence time even for a single reaction. Numerical examples are given to illustrate the results.

Abstract

On étudie la possibilité d'un changement dans le signe algébrique de la vitesse nette d'une réaction simple et réversible qui se produit dans des réacteurs discontinus et tubulaires, adiabatiques ou non. On constate que ce changement ne se produit pas dans le cas des réacteurs adibatiques et il peut dépendre des conditions opératoires et des paramètres du système lorsqu'il s'agit des réacteurs non-adiabatiques. On analyse ces points et les aspects connexes du mode d'approche à l'équilibre du système en examinant les modèles mathématiques qui décrivent lesdits réacteurs chimiques. On résume les résultats importants du travail sous forme de 10 conclusions; ces résultats ont des applications directes dans la conception et le fonctionnement des réacteurs. La signification pratique des résultats est qu'on peut réduire le rendement dans certains cas en permettant un temps de séjour trop long, même lorsqu'il s'agit d'une réaction simple. On donne des exemples numériques pour illustrer la réaction.

Ancillary