166021 (624926), страница 2
Текст из файла (страница 2)
,
| Т, К | | | Кр0 | Кр, кПа |
| 298 | 62718,16 | 136,27 | 0,0001 | 0,01 |
| 300 | 62760,00 | 136,36 | 0,0002 | 0,02 |
| 400 | 62969,20 | 137,03 | 0,0860 | 8,71 |
| 500 | 62634,48 | 136,27 | 3,7567 | 380,65 |
| 600 | 61881,36 | 135,02 | 46,2817 | 4689,49 |
| 700 | 60960,88 | 133,55 | 267,4475 | 27099,12 |
| 800 | 59873,04 | 132,09 | 978,1709 | 99113,17 |
| 900 | 58701,52 | 130,75 | 2647,6177 | 268269,87 |
| 1000 | 57530,00 | 129,54 | 5772,6704 | 584915,83 |
,Дж/моль
, Дж/К мольДля данного процесса степень конверсии рассчитывается по формуле:
Рассчитаем равновесную степень конверсии при давлении 1 атм, отсутствии инертных разбавителей. Результаты расчетов приведены в таблице:
| Т, К | х |
| 298 | 0,01 |
| 300 | 0,01 |
| 400 | 0,28 |
Продолжение таблицы
| 500 | 0,89 |
| 600 | 0,99 |
| 700 | 1,00 |
| 800 | 1,00 |
| 900 | 1,00 |
| 1000 | 1,00 |
График зависимости представлен на рисунке:
Как видно, для ведения процесса подходит температура в интервале от 600 до 800К.
Состав равновесной смеси при изменении температуры ведения процесса представлен в таблице:
| Т, К | Мол. доля в равновесной смеси | ||||
| изопентан | изобутилен | метан | вода | ||
| 298 | 0,9772 | 0,0114 | 0,0114 | 0,0000 | |
| 300 | 0,9753 | 0,0124 | 0,0124 | 0,0000 | |
| 400 | 0,5608 | 0,2196 | 0,2196 | 0,0000 | |
| 500 | 0,0589 | 0,4705 | 0,4705 | 0,0000 | |
| 600 | 0,0053 | 0,4973 | 0,4973 | 0,0000 | |
| 700 | 0,0009 | 0,4995 | 0,4995 | 0,0000 | |
| 800 | 0,0003 | 0,4999 | 0,4999 | 0,0000 | |
| 900 | 0,0001 | 0,5000 | 0,5000 | 0,0000 | |
| 1000 | 0,0000 | 0,5000 | 0,5000 | 0,0000 | |
Поскольку процесс идет с повышением числа молей газа, имеет смысл создавать вакуум. Рассчитаем для диапазона давлений 0,1-1,2 атм и интервала температур 600-800К и отсутствии инертных разбавителей равновесную степень конверсии реагента:
| Р, атм | Р, кПа | х (Т=600K) | х (Т=700K) | х (Т=800K) |
| 0,1 | 10,1325 | 0,9989 | 0,9998 | 0,9999 |
| 0,2 | 20,2650 | 0,9978 | 0,9996 | 0,9999 |
| 0,3 | 30,3975 | 0,9968 | 0,9994 | 0,9998 |
| 0,4 | 40,5300 | 0,9957 | 0,9993 | 0,9998 |
| 0,5 | 50,6625 | 0,9946 | 0,9991 | 0,9997 |
| 0,6 | 60,7950 | 0,9936 | 0,9989 | 0,9997 |
| 0,7 | 70,9275 | 0,9925 | 0,9987 | 0,9996 |
| 0,8 | 81,0600 | 0,9915 | 0,9985 | 0,9996 |
| 0,9 | 91,1925 | 0,9904 | 0,9983 | 0,9995 |
| 1 | 101,3250 | 0,9894 | 0,9981 | 0,9995 |
| 1,1 | 111,4575 | 0,9883 | 0,9979 | 0,9994 |
| 1,2 | 121,5900 | 0,9873 | 0,9978 | 0,9994 |
Зависимость состава равновесной смеси от давления при температуре 800К показана в таблице:
| Мол. доля в равновесной смеси | ||||
| Р, атм | изопентан | изобутилен | метан | вода |
| 0,1 | 0,0000 | 0,5000 | 0,5000 | 0,0000 |
| 0,2 | 0,0001 | 0,5000 | 0,5000 | 0,0000 |
| 0,3 | 0,0001 | 0,5000 | 0,5000 | 0,0000 |
| 0,4 | 0,0001 | 0,4999 | 0,4999 | 0,0000 |
| 0,5 | 0,0001 | 0,4999 | 0,4999 | 0,0000 |
| 0,6 | 0,0002 | 0,4999 | 0,4999 | 0,0000 |
| 0,7 | 0,0002 | 0,4999 | 0,4999 | 0,0000 |
| 0,8 | 0,0002 | 0,4999 | 0,4999 | 0,0000 |
| 0,9 | 0,0002 | 0,4999 | 0,4999 | 0,0000 |
| 1 | 0,0003 | 0,4999 | 0,4999 | 0,0000 |
| 1,1 | 0,0003 | 0,4999 | 0,4999 | 0,0000 |
| 1,2 | 0,0003 | 0,4998 | 0,4998 | 0,0000 |
Однако проводить процесс при вакууме опасно, в связи с высокой взрывоопасностью. Гораздо удобнее применять для ведения процесса инертные разбавители.
Рассчитаем зависимость равновесной степени конверсии от степени разбавления водой – инертным разбавителем при 800К, 700К, 600К и пониженном давлении 0,5атм. Результаты расчетов приведены в таблице.
| n | х (Т=600K) | х (Т=700K) | х (Т=800K) |
| 0 | 0,9946 | 0,9991 | 0,9997 |
| 1 | 0,9964 | 0,9994 | 0,9998 |
| 5 | 0,9985 | 0,9997 | 0,9999 |
| 10 | 0,9991 | 0,9998 | 1,0000 |
Продолжение таблицы
| 15 | 0,9994 | 0,9999 | 1,0000 |
| 20 | 0,9995 | 0,9999 | 1,0000 |
| 25 | 0,9996 | 0,9999 | 1,0000 |
| 30 | 0,9997 | 0,9999 | 1,0000 |
| 35 | 0,9997 | 0,9999 | 1,0000 |
| 40 | 0,9997 | 1,0000 | 1,0000 |
| 45 | 0,9998 | 1,0000 | 1,0000 |
| 50 | 0,9998 | 1,0000 | 1,0000 |
Рассчитаем зависимость равновесной степени конверсии от степени разбавления водой – инертным разбавителем при 800К, 700К, 600К и пониженном давлении 1атм. Результаты расчетов приведены в таблице.
| n | х (t=600K) | х (t=700K) | х (t=800K) |
| 0 | 0,9894 | 0,9981 | 0,9995 |
| 1 | 0,9929 | 0,9988 | 0,9997 |
| 5 | 0,9969 | 0,9995 | 0,9999 |
| 10 | 0,9982 | 0,9997 | 0,9999 |
| 15 | 0,9987 | 0,9998 | 0,9999 |
| 20 | 0,9990 | 0,9998 | 1,0000 |
| 25 | 0,9992 | 0,9999 | 1,0000 |
| 30 | 0,9993 | 0,9999 | 1,0000 |
| 35 | 0,9994 | 0,9999 | 1,0000 |
| 40 | 0,9995 | 0,9999 | 1,0000 |
| 45 | 0,9995 | 0,9999 | 1,0000 |
| 50 | 0,9996 | 0,9999 | 1,0000 |
Таким образом, термодинамический анализ показал, что для достижения максимальной степени конверсии реагента процесс пиролиза изопентана проводится при температуре 700-800К, пониженном давлении около 0,5 атм или степени разбавления водой 25-30 моль Н2О/моль изопентана.
Задание № 4
При исчерпывающем жидкофазном алкилировании фенола изобутиленом получена реакционная масса, состав которой определяется равновесием реакций позиционной изомеризации и переалкилирования в системе, представленной фенолом, 2-ТБФ, 1,4-диТБФ, 2,6-диТБФ, 2,4,6-триТБФ.
Решение:
Выбираем независимые реакции в системе.
, 
,
, 
Обозначим за неизвестную концентрацию 
:
,
,
,
,
, откуда:
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
