リサイクルパージプロセス


【例題】 リサイクル・パージ操作を含むアンモニア合成反応で、各成分の流量が H2 75 kg-mol/hr, N2 25 kg-mol/hr , メタン 1 kg-mol/hr である補給原料を供給する。メタンが不活性ガス成分である。反応器の一回通過転化率を 0.15 とし、パージガス流量を 5〜30 kg-mol/hrと設定した場合の総括収率を求める。

【解】上図のように各未知流量を未知数  1 2 3 4とする.

物質収支式をたてる.
@系全体の収支
  100 = 3 + 2 4

A反応器まわりり収支  (原料)×( 1-(一回通過転化率)) =(未反応物)
  (100 + 1 ) ( 1 - 0.15 ) = 3 + 1

B制約条件1 : リサイクル流れとパージ流れは組成が同じ
   1/ 2 = 3 / 1

C制約条件2:・ 反応器入り口ガス中のイナートガス濃度の制限
   (制限濃度)
 ・または総括収率
  100(1- ) = 3

以上で未知数4つの非線型連立方程式を解く問題となる。