Реферат: Расчет состава реакционной смеси и термодинамический анализ процесса
Федеральное агентство по образованию.
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования.
Самарский государственный технический университет.
Кафедра: «Технология органического и нефтехимического синтеза»
Курсовая работа
по курсу:
«Теория химических процессов органического синтеза»
На тему:
Расчет состава реакционной смеси и термодинамический анализ процесса
Руководитель: доцент, к. х. н. Нестерова Т.Н.
Самара
2006 г.
Задание №1
При взаимодействии мезитилена со спиртом получена реакционная масса следующего состава (% масс.): — мезитилен – 10,39, АО-40 – 62,25, м-ксилол – 2,23, тетраметилбензол – 14,15, исходный спирт – 7,98. Вычислить степень конверсии реагентов, селективность процесса по каждому из продуктов реакции в расчете на каждый реагент и выход на пропущенное сырье каждого из продуктов реакции в расчете на один реагент.
Решение: наиболее вероятная схема превращений:
/>
/>
Составим таблицу распределения мол. долей исх. вещества:
Компонент
% масс.
М
G
Кол-во мол. исх. в-ва
мезитилен
спирт
мезитилен
10,39
120
0,0866
b1= 0.0866
4-гидроси
7,98
235
0,0340
b2=0
d1=0,0340
АО-40
62,25
771
0,0807
b3=0.0807
d2=0,2422
м-ксилол
2,23
109
0,0205
b4=0.0205
ТМБ
14,15
134
0,1056
b5=0.1056
Степень конверсии мезитилена определяется по формуле:
/>
Степень конверсии спирта:
/>.
Селективность продуктов в расчете на мезитилен рассчитывается по формуле: />, по спирту: />. Результаты расчетов приведены в табл. 1.
Таблица 1
Компонент
Селективность
по мезитилену
по спирту
АО-40
0,3904
1
м-ксилол
0,0989
ТМБ
0,5106
Проверка: />, />.
Выход продуктов на пропущенное сырье в расчете на пропилен рассчитывается по формуле: />, в расчете на спирт: />. Результаты представлены в табл. 2:
Таблица 2
Продукт/Пропущенное сырье
мезитилен
спирт
АО-40
0,2752
0,8770
м-ксилол
0,0697
ТМБ
0,3599
--PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK----PAGE_BREAK--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)
0,9894
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.
Лабораторная работа №3
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:
/>