166710 (625090), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Определим количество тепла, поступающее в реактор с исходными реагентами:

где Ср_i – изобарные теплоемкости исходных реагентов;

G_i – мольный поток i-того реагента;

Т_i – температура исходных реагентов;

а) рассчитаем для циклогексана:

б) рассчитаем для кислорода:

в) рассчитаем для бензола:

г) рассчитаем для азота:

.

Определим количество тепла, которое выделяется или поглощается в результате химической реакции:

а) для основной реакции:

или 67915,59

б) для побочной реакции:

или 651,74

Так как тепло поглощается во всех реакциях (основной и побочной), получаем:

;

Так как >0, то реакция экзотермическая и данное значение ставим в приход теплового баланса.

3.2 Рассчитаем расходную часть теплового баланса

Определим количество тепла, которое выходит из реактора с продуктами реакции:

;

;

где Срj – изобарные теплоемкости исходных реагентов;

G_j – мольный поток j-того реагента;

Т_j – температура исходных реагентов.

а) рассчитаем для циклогексанона:

б) рассчитаем для воды:

в) рассчитаем для циклогексанола:

г) рассчитаем для непрореагировавшего циклогексана:

д) рассчитаем для непрореагировавшего кислорода:

е) рассчитаем для бензола:

ж) рассчитаем для азота:

Определим количество тепла, расходуемое на нагревание исходных реагентов до температуры химической реакции:

;

а) рассчитаем для циклогексана:

б) рассчитаем для кислорода:

в) рассчитаем для бензола:

г) рассчитаем для азота:

.

Определим тепловые потери в ходе реакции:

.

Определим тепловую нагрузку на реактор:

Так как Q_F > 0, тепло надо нужно подводить, это значение ставиться в приход теплового баланса.

Полученные данные сводим в таблицу теплового баланса:

Таблица 6. Тепловой баланс

Определим поверхность теплообмена:

Вывод: Таким образом, в результате проведенного расчета теплового баланса установили что данная реакция экзотермическая (т.к. >0) идет с выделением тепла. Для поддержания заданной температуры тепло необходимо подводить в количестве Q_F=39232,2891 . Процент подводимого тепла невысокий, значит мы можем предположить что температура для данного процесса выбрана оптимальная.

Проведя расчеты теплового баланса также мы определили количество тепла, расходуемое на нагревание исходных реагентов до температуры реакции ; количество тепла на входе в реактор ; количество тепла на выходе из реактора ; тепловые потери ; поверхность теплообмена .

IV. Термодинамический анализ основной реакции

При проектировании технологических процессов важное место занимают термодинамические расчеты химических реакций.

Цель термодинамического анализа заключается в определении принципиальной возможности проведения химической реакции в данных условиях, в выборе условий проведения процесса.

Задание: Для основной реакции необходимо рассчитать константу равновесия по термодинамическим данным (тепловой эффект реакции, изменение энтропии, свободную энергию Гиббса (изобарно-изотермический потенциал)).

Дано:

Таблица 7. Термодинамические свойства веществ – участников реакции

Таблица 8. Данные термодинамического расчета

Рассчитаем тепловой эффект реакции при атмосферном давлении в заданном температурном интервале.

Рассчитаем изменение энтропии при атмосферном давлении в заданном температурном интервале:

Рассчитаем изменение изобарно-изотермического потенциала (энергии Гиббса) в заданном температурном интервале:

Рассчитаем логарифм константы равновесия в заданном температурном интервале используя уравнение изотермы Вант-Гоффа:

Рассчитаем константы равновесия в заданном температурном интервале:

Полученные данные сведем в таблицу:

Таблица 9. Зависимость термодинамических функций от температуры

4.7. На основании полученных данных построим графики:

Рис. 1. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры.

Рис. 2. Зависимость энтропии реакции от температуры.

Рис. 3. Зависимость энергии Гиббса от температуры.

Рис. 4. Зависимость логарифма константы равновесия от обратной температуры.

Характеристики

Список файлов курсовой работы