p>
.9 Кількість тепла що виходить з азотом (домішка):
СрN2=а + вТср + з//Тср2=27,88 + 4,27? 10-3? 668=30,73 Дж/моль * КN2=57,95? 30,73? 668=1189576 кДж/хв
Сумарна кількість тепла, яке виходить з реактора з продуктами реакції:
=26054 +10984,9 +7789+ 2763 + 179582 + 329986 + 582070 + 1189576=2328804 кДж/хв.
. Визначимо втрати тепла:
прихід =? Qi. +? Qr=1973367 +824304=2797671 кДж/хв, втрат=0,09? 2797671=251790 кДж/хв.
. Визначимо кількість тепла, що відводиться (подводимое) від реактора за допомогою теплоносія (холодоагенту):
Орасход=Qj + Qнагр. + Qпотерь=2328804 +273659 +251790=2854253 кДж/хв, F=2854253 - 2797671=56582 кДж/мін.F gt; 0, тепло необхідно підводити, його значення ставимо в витрата тепла з негативним знаком.
. Виходячи з теплового навантаження на реактор визначимо поверхню теплообміну. ??
F=де QF=56582 кДж/хв.
Kt=48=
Приймаємо початкову температуру холодоагенту 500С, кінцеву
0С
355-50=305 0С
355-200=155 0С
== 0С
F=м2
Результати розрахунків зводимо в таблицю теплового балансу.
Таблиця № 6. Тепловий баланс стадії синтезу
Прихід теплаРасход теплаТепловой потоккДж/хв% Тепловий потоккДж/хв% Qi. 197336770,54Q j 232880483,24 Q r 82430429,46Q нагр 2736599,77 Q втрат 2517908,99 QF - 56582-2,0 Ітого2797671100Ітого2797671100
3. Термодинамічний аналіз основної реакції і розрахунок константи рівноваги
Визначити ймовірність протікання реакції і значення константи рівноваги: ??
СН 2=СН-СН 3 + О 2=СН 2=СН-СНТ + Н 2 О
Температурний інтервал, про С30 - 830 Крок зміни температури, про С80
Таблиця № 7. Термодинамічні властивості речовин
Речовина? H of, 298, кДж/моль? S of, 298, Дж/мольКС р=f (T) # ab? 10 +3 c? 10 6 із? 10 - 5 Пропилен Кисень ( г) Акролеїн Вода (г) 20,41 0 80,77 241,81 266,94 205,03 287,90 188,7412,44 31,46 31,26 30188,38 3,39 150 10,71-47, 6 3,77 49,06 0,33
. Обчислюємо тепловий ефект даної реакції, що протікає в заданому інтервалі температур.
Зміна ентальпії реакції при стандартних умовах:
? Н r про 298=- 342,99 кДж/моль,? а=17,36? b=- 31,06? 10 - 3
? с=- 1,46? 10 - 6? з=4,1? 10 5
При t=30 0 C=303К
При t=830 0 C=1103К
Результати розрахунку теплового ефекту при інших температурах представлені в таблиці
1. Визначимо зміну ентропії в цьому інтервалі температур.
Зміна ентропії реакції при стандартних умовах:
При t=830 0 C=1103К
Результати розрахунку зміни ентропії для решти температур представлені в таблиці.
2. Обчислюємо зміна ізобарно-ізотермічного потенціалу системи (вільної енергії Гіббса) в ході реакції при стандартному тиску Р=1 атм. і при заданому інтервалі температур і оцінюємо термодинамічну ймовірність протікання даної реакції:
? G 0 r, 303=- 342 927 - 303? 4,8768=- 344404 Дж/моль
? G 0 r, 1103=- 346 166 - 1103? 3,7022=- 350323 Дж/моль
Результати розрахунку значень енергії Гіббса для решти температур представлені в таблиці.
. З рівняння ізотерми Вант-Гоффа, визначаємо константу рівноваги реакції
Результати проведених розрахунків зводимо в таблицю залежності термодинамічних функцій від температури.
Таблиця № 8. Залежність термодинамічних функцій від температури
№ Т, К? Н 0 r, T Дж/моль? S 0 r, T Дж/моль. К? G 0 r, T Дж/мольln K p K p 1303-3429274,8768-344404136,712,357 * 10 59 2383-3421227,2549-344900108,311,09 * 10 47 3463-3416218,4549-34553589,769, 63 * 10 38 4543-3413818,9394-34623576,692,03 * 10 33 5623-3413838,9395-34695266,981,23 * 10 29 6703-3416198,5878-34765659,486,8 * 10 25 7783-3420817, 9677-34831953,51,72 * 10 23 8863-3427677,1347-34892448,631,31 * 10 21 9943-3436776,1281-34945544,572,27 * 10 19 101023-3448104,9768-34990141,147,3 * 17 жовтня 111103-3461663,7022-35032338,23,89 * 10 +16
За розрахованими даними будуємо графіки залежностей
? Н 0 r, T=f (T)
? S 0 r, T=f (T)
? G 0 r, T=f (T)
ln K p=f (1/T)
Т.к. Кр gt; gt; 1, рівновага в системі зміщена в бік утворення продуктів р...
