Inženýrství chemických reaktorů

Sylabus předmětu | Hodnocení předmětu | Zkušební otázky | Pracovní materiály (pouze z domény VŠCHT)

Seznam otázek ke stažení v PDF

1. Přehled základních typů reaktorů. Stechiometrie reakce. Přebytek, konverze. Definice rychlosti reakce. Arrheniova rovnice. Závislost reakční rychlosti na teplotě.

2. Termochemie. Reakční entalpie. Standardní reakční entalpie. Standardní slučovací entalpie. Závislost reakční entalpie na teplotě a tlaku. Adiabatická teplota plamene. Endotermické a exotermické reakce.

3. Vratné reakce. Reakční rovnováha. Rovnovážná konstanta. Gibbsova reakční energie. Aktivitní koeficient. Závislost rovnovážné konstanty na teplotě a tlaku. Výpočet rovnovážného složení. Endergonické a exergonické reakce. Le Chatelierovo pravidlo.

4. Lokální bilance hmotnosti a látkového množství. Lokální bilance entalpie. Divergence. Gradient.

5. Vsádkový a ideálně míchaný průtočný reaktor. Molární a entalpické bilance. Izotermní a adiabatický systém.

6. Trubkový reaktor s pístovým tokem. Molární a entalpické bilance trubkového reaktoru. Levenspielův graf. Porovnání objemu trubkového a ideálně míchaného průtočného reaktoru.

7. Trubkový reaktor s axiálním promícháváním. Molární a entalpické bilance.

8. Systémy s více chemickými reakcemi. Selektivita. Výtěžek. Vliv složení a vliv teploty na selektivitu u paralelních nebo seriových reakcí. Výběr optimálních reakčních podmínek a typu reaktoru.

9. Mechanismus neelementárních reakcí. Řád a molekularita reakce. Předpoklad ustáleného stavu pro meziprodukty. Rychlost reakce u vratných reakcí. Mechanismus řetězových reakcí. Mechanismus polymerizačních reakcí. Adiční a kondenzační polymerizace. Střední početní a hmotnostní molární hmotnost polymeru. Momenty distribuce molární hmotnosti.

10. Vyhodnocení rychlostních konstant z experimentálních dat. Integrální a diferenciální metody. Metoda přebytku. Poločas reakce. Nelineární regrese.

11. Heterogenní katalyzátory. Adsorpční izotermy. Disociovaná a nedisociovaná adsorpce. Povrchové reakce probíhající Langmuir-Hinselwoodovým nebo Eley-Ridealovým mechanismem. Odvození rychlosti reakce ze znalosti reakčního mechanismu. Rychlost určující krok. Nalezení reakčního mechanismu, který je konzistentní s experimentálními daty.

12. Vliv vnějšího transportu na reakční kinetiku. Závislost rychlosti reakce na provozních podmínkách v reaktoru. Tlaková ztráta v trubkovém reaktoru. Vliv vnějšího transportu na výtěžek reakce. Kdy je rychlost určována rychlostí reakce a kdy rychlostí transportu.

13. Vliv vnitřního transportu na reakční kinetiku. Difúze a reakce v kulové částici. Thielův modul a faktor účinnosti. Maskovaná kinetika, falešný řád reakce a falešná aktivační energie. Knudsenova difúze v pórech.

14. Enzymatické reakce – kinetika Michaelise a Mentenové. Termická deaktivace enzymu.

15. Růst buněčných populací – Monodova rovnice. Chemostat. Optimální zřeďovací rychlost.

16. Rozdělení dob prodlení v ideálních a reálných typech reaktorů. Model úplného promíchávání a segregovaného toku. Kaskáda ideálních mísičů.

17. Membránové reaktory. Mikroreaktory.