Диссертация (1155365), страница 21
Текст из файла (страница 21)
Методика проведения расчетовКачественный анализ продуктов реакции, которым являлась смесь метанаСН4, этилена С2Н4, этана С2Н6, пропилена С3Н6 и пропана С3Н8, проводили наосновании совпадений времени удерживания чистых веществ и этих веществ всмеси в стандартных условиях. На рис. 90 представлена хроматограмма эталоннойсмеси.Рисунок 90 - Хроматограмма эталонной смеси: 1 - метан, 2- этилен, 3- этан, 4пропилен, 5- пропанКоличественно соотношение компонентов в смеси находили при анализеполученных хроматограмм при помощи программного обеспечения ХроматекАналитик 1.2.1, разработанного Российской компанией ЗАО СКБ "Хроматэк", длячего проводилась калибровка хроматографа по пропану и определялисьпоправочные коэффициенты для каждого из компонентов смеси с помощьюиндексов удерживания Ковача (рис.
91, табл. 35) [207].Таблица 35. Значения поправочных коэффициентов для продуктов реакцииКомпонентПоправочныйкоэффициент Кметан3,234∙10-5этанэтилен1,617∙10-51,617∙10-5пропилен1,100∙10-5пропан1,100∙10-5159Рисунок 91 - График определения поправочного коэффициента для пропанаВ виду того, что удельные поверхности катализаторов не определялись, азагрузка реактора образцами во всех экспериментах была одинаковой, расчетскорости конверсии пропана вели по уравнению:=1 ( 2 ), где W – скорость химической реакции,mi - стехиометрический коэффициент,ni - концентрация реагентов,ti - время пребывания в реакторе.Количество компонента в реакционной смеси рассчитывали по уравнению:=∙вых ∙петли[мкмоль/г∙с]где К – поправочный коэффициент,Wвых – скорость выхода реакционной смеси,S – площадь пика,Vпетли –объем петли.( 3),160Селективность по каждому компоненту рассчитывали по уравнению: =исх −ост∙ 100%(4 ),где Sx – селективность по компоненту,nx – количество вещества компонента (мкмоль),nисх – количество поступающего пропана (мкмоль),nост – количество непрореагировавшего пропана (мкмоль).Результаты, полученные в воде катализируемых процессов, сравнивали срезультатами проведенного термического крекинга.Ошибка в определении каждого компонента смеси складывалась из ошибкиприбора, ошибки расчета хроматограмм, ошибки измерения температуры иошибки измерения скорости подачи реакционной смеси и не превышала 7относительных %.
В таблицах (36-40) приведены результаты выполненныхрассчетов.Таблица 36. Расчетные данные крекинга пропана длясоединения[Cr(H2O)6]H3[V10O28]∙2H2OWT,(CH4),T, K 1/T, 1/K°CмкМоль/г*сW(C2H4),мкМоль/г*сW(C2H6),мкМоль/г*сW(C3H6),мкМоль/г*сW(C3H8), n (CH 4 )мкМоль %/г*сnnn(C 2 H 4 ) (C 2 H 6 )(C 3 H6)%%%nα(C3H8)C 3H8%SCH 4%SC 2 H4%SSC 2H6 C 3H6%%25298 0,003360,000,000,000,000,100,000,000,000,00 100,000,0000,000,000,00 0,00100373 0,002680,000,000,000,000,110,000,000,010,0099,990,0000,000,000,00 0,00200473 0,002110,000,000,000,000,110,000,000,010,0099,990,0260,000,000,00 0,00250523 0,001910,000,150,000,000,200,000,000,010,0099,990,0640,000,000,00 0,00300573 0,001750,000,150,000,000,200,120,000,010,0199,850,1200,000,000,00 0,00350623 0,001610,000,150,000,000,200,220,010,120,1699,490,225 32,0122,871,59 43,53400673 0,001490,000,150,000,000,200,890,500,180,8797,560,532 35,887,181,48 55,46450723 0,001380,000,220,000,150,301,800,030,180,2897,720,800 12,237,721,29 78,77500773 0,001290,001,040,001,181,214,600,330,290,9093,870,886 14,754,715,46 75,08550823 0,001220,009,320,279,769,968,040,040,150,2691,510,9133,111,730,52 94,65600873 0,001150,0029,221,4331,0131,449,610,070,160,2989,870,9322,891,530,71 94,86650923 0,0010869,0793,938,3598,10172,629,652,420,754,0083,190,942 23,774,43 14,41 57,39700973 0,00103142,90228,6922,54233,20393,2211,426,882,0311,2268,460,942 35,566,44 21,80 36,20750 1023 0,00098235,22562,0858,52581,52855,192,853,113,0079,1511,900,942 89,833,413,53 3,23800 1073 0,00093175,45869,63118,631051,641243,022,417,467,1177,205,820,942 81,977,557,92 2,56161Таблица 37.
Расчетные данные крекинга пропана для(NH4)6H6[Ca4V12O40]∙12H2OWT,(CH4),T, K 1/T, 1/K°CмкМоль/г*сW(C2H4),мкМоль/г*сW(C2H6),мкМоль/г*сW(C3H6),мкМоль/г*сW(C3H8), n (CH4)мкМоль %/г*сnnnnα(C2H4) (C2H6) (C3H6) (C3H8)C3H8%%%%SSSCH 4C 2H4C 2H6 C 3H6S%%%%25298 0,003360,000,000,000,000,100,000,000,000,00 100,000,0000,000,00 0,00 0,00100373 0,002680,000,000,000,000,100,000,000,000,00 100,000,0000,000,00 0,00 0,00200473 0,002110,000,000,040,000,130,000,000,000,00 100,000,0000,000,00 0,00 0,00250523 0,001910,000,000,040,000,130,000,000,000,00 100,000,0000,000,00 0,00 0,00300573 0,001750,000,020,070,020,170,000,000,010,0099,990,0000,000,00 0,00 0,00350623 0,001610,600,540,441,061,700,060,050,040,1199,740,003 14,565,34 0,00 40,05400673 0,001490,005,373,0724,9014,360,000,530,302,4496,740,033 16,11 10,01 9,21 64,67450723 0,001380,005,373,0724,9014,360,000,530,302,4496,740,033 16,11 10,01 9,21 64,67500773 0,0012965,1210,853,1016,6980,396,321,050,301,6290,700,0938,74 68,01 2,82 20,43550823 0,00122146,9746,2317,46100,28224,5313,074,111,558,9272,350,2777,00 68,74 7,00 17,25600873 0,00115250,36263,1579,56632,98698,9815,1515,934,8138,3125,800,7428,36 68,74 6,45 16,45650923 0,0010821,83140,6974,96 3084,951217,950,654,172,2291,481,480,925 92,850,66 2,26 4,23700973 0,001035,2219,148,05 4060,991404,624,160,440,1994,161,060,989 95,164,20 0,19 0,45750 1023 0,000985,2219,148,05 4060,991404,624,160,440,1994,161,060,989 95,164,20 0,19 0,45800 1073 0,000935,2219,148,05 4060,991404,624,160,440,1994,161,060,989 95,164,20 0,19 0,45Таблица 38.
Расчетные данные крекинга пропана для(NH4)2[Co(H2O)4]2H2[Mo8O28]WT,(CH4),T, K 1/T, 1/K°CмкМоль/г*сW(C2H4),мкМоль/г*сW(C2H6),мкМоль/г*сW(C3H6),мкМоль/г*сW(C3H8), n (CH4)мкМоль %/г*сnnnnα(C2H4) (C2H6) (C3H6) (C3H8)C 3H8%%%%SSSCH 4C 2H4C 2H6 C 3H6%%%S%25298 0,003360,000,000,000,000,000,000,000,000,00 100,000,0000,000,000,00 0,00100373 0,002680,000,030,000,070,000,000,000,010,0099,990,0000,000,000,00 0,00200473 0,002110,000,030,000,070,000,000,000,010,0099,990,0000,000,000,00 0,00250523 0,001910,000,030,000,070,100,000,000,010,0099,990,0000,000,000,00 0,00300573 0,001750,000,030,000,070,100,000,000,010,0099,990,0000,000,000,00 0,00350623 0,001610,060,889,490,299,910,010,090,030,9598,930,0110,55 88,490,00 8,22400673 0,001490,371,1724,960,5926,050,040,120,062,5097,290,0270,35 90,141,17 9,14450723 0,001384,4913,3157,366,3668,340,441,310,625,6392,000,0805,50 70,367,80 16,33500773 0,0012924,8587,57131,1242,46204,972,298,073,9112,0873,660,2638,69 45,85 14,84 30,62550823 0,0012255,88390,98128,91124,24700,025,5138,5512,2512,7130,980,6907,98 18,41 17,75 55,85600873 0,0011567,14469,28107,10149,09811,196,6246,2714,7010,5621,850,8828,47 13,51 18,81 59,21650923 0,00108146,201021,74162,42324,70921,287,9455,5217,648,8310,060,9248,83700973 0,00103148,712727,2322,05276,871247,114,6585,358,660,690,640,994 85,900,698,72 4,68750 1023 0,0009850,873891,337,2367,971428,561,2696,361,680,180,520,995 96,860,181,69 1,27800 1073 0,0009350,873891,337,2367,971428,561,2696,361,680,180,520,995 96,860,181,69 1,279,81 19,62 61,73162Таблица 39.
Расчетные данные крекинга пропана для(C6NO2H5)2H3[PW12O40]∙2H2OW(CH4),1/T, 1/KмкМоль/г*сT, °C T, KW(C2H4),мкМоль/г*сW(C2H6),мкМоль/г*сW(C3H6),мкМоль/г*сWnnnnn(C3H8),α(CH4) (C2H4) (C2H6) (C3H6) (C3H8)мкМоль/C 3H8%%%%%г*сSSCH 4%C 2H4 C 2H6 C 3H6S%%S%252980,003360,000,000,000,000,000,000,000,000,00 100,00 0,0000,00 0,00 0,000,001003730,002680,000,000,000,000,210,000,000,000,00 100,00 0,0000,00 0,00 0,000,002004730,002110,000,000,000,000,030,000,000,000,00 100,00 0,0000,00 0,00 0,000,002505230,001910,870,020,020,000,892,020,000,000,0097,96 0,0150,00 0,00 0,000,003005730,001752,060,440,040,003,392,020,000,000,0097,95 0,0220,00 0,00 0,000,003506230,001612,440,730,030,005,092,500,000,000,0097,50 0,0540,00 0,00 0,000,004006730,001493,411,310,030,006,491,590,000,0049,2149,21 0,5083,13 20,37 0,00 76,504507230,0013813,832,031,470,009,881,233,670,0088,1211,00 0,8771,38 8,69 0,00 89,935007730,0012915,927,131,750,0011,170,9510,950,0088,107,99 0,9241,04 13,31 0,00 85,655508230,0012217,167,402,040,0013,183,382,700,0093,925,21 0,9243,56 6,43 0,00 90,016008730,0011518,553,272,160,7214,980,330,000,0099,670,23 0,9240,34 9,65 0,00 90,016509230,0010819,444,322,369,4516,644,172,2291,481,480,925 0,92471,50 11,20 2,13 15,177009730,0010320,4420,872,7467,8192,100,440,1994,161,060,989 0,92489,93 0,38 2,277,4275010230,00098114,38227,7968,15361,05601,520,440,1994,161,060,989 0,92485,65 2,75 5,935,6780010730,00093187,73437,5778,31486,63916,890,440,1994,161,060,989 0,92490,01 1,31 3,015,67Таблица 40.
Расчетные данные термокрекинга пропанаWT,(CH4),T, K 1/T, 1/K°CмкМоль/г*сW(C2H4),мкМоль/г*сW(C2H6),мкМоль/г*сW(C3H6),мкМоль/г*сW(C3H8), n (CH4)мкМоль %/г*сnnnnα(C2H4) (C2H6) (C3H6) (C3H8)C 3H8%%%%SSSCH 4C 2H4C 2H6 C 3H6%%%S%25298 0,003360,000,000,000,000,000,000,000,000,00 100,000,0000,000,000,00 0,00100373 0,002680,000,000,000,000,010,000,000,000,00 100,000,0000,000,000,00 0,00200473 0,002110,000,000,000,00-0,060,000,000,000,00 100,000,0000,000,000,00 0,00250523 0,001910,000,000,000,000,000,000,000,000,00 100,000,0000,000,000,00 0,00300573 0,001750,870,110,030,000,300,090,010,000,0099,900,0010,000,000,00 0,00350623 0,001611,010,060,030,000,400,100,010,000,0099,890,0010,000,000,00 0,00400673 0,001491,070,060,030,000,590,110,010,000,0099,880,001 91,678,330,00 0,00450723 0,001381,140,070,030,000,690,110,010,000,0099,880,001 91,678,330,00 0,00500773 0,001296,300,390,060,004,290,630,040,010,0099,320,007 92,655,881,47 0,00550823 0,001227,403,060,890,0012,590,750,310,090,0098,850,012 65,22 26,967,83 0,00600873 0,001157,763,366,080,0015,090,780,340,610,0098,270,017 45,09 19,65 35,26 0,00650923 0,001087,753,956,532,9415,920,780,400,660,2997,870,091 36,62 18,78 32,99 11,55700973 0,0010315,214,327,314,0617,451,510,430,730,3976,920,301 49,03 13,96 23,70 12,82750 1023 0,0009815,9317,737,5149,9470,531,571,750,744,7960,010,876 17,46 19,478,23 53,28800 1073 0,0009320,7437,778,3893,02131,862,033,690,828,863,860,964 12,98 23,595,24 56,63850 1123 0,0008950,33122,6823,70242,54361,114,5010,972,1219,773,730,964 98,460,74 0,331,461634.3.
Анализ результатов крекингаПолученныевходеисследованиярезультатыконверсиипропанапредставлены на рис. 92.Рисунок 92 – Степень конверсии пропана: 1- [Cr(H2O)6]H3[V10O28]∙2H2O; 2(NH4)6H6[Ca4V12O40]∙12H2O; 3-(NH4)2[Co(H2O)4]2H2[Mo8O28]∙6H2O; 4(C6NO2H5)2H3[PW12O40]∙2H2O; 5- термокрекингСтепень конверсии газа, α, определяли при достижении стационарногосостояния по количеству вствупившего в реакцию пропану с помощью уравнения:=исх −остисх(5),где nисх – количество вступившего в реакцию 3 8 (мкмоль),nост – количество непрореагировавшего 3 8 (мкмоль).В ходе термокрекинга процесс конверси газа начинался только послетемпературы 773 К, и спустя 100 К составлял лишь 2%.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
