Для изомеризации н-пентана в изопентан вычислить перепад температур в зоне реакции при адиабатическом ведении процесса. Процесс протекает при давлении 1 атм. В реактор подается 10 т/час н-пентана при 650К и 25 молей водорода на 1 моль пентана при 900К. Степень конверсии н-пентана 10, 20, 50, 70%. Селективность процесса 100%. Потери тепла в окружающую среду составляют 3% от прихода тепла в реактор. Провести графическую и аналитическую зависимости адиабатического перепада температур от степени конверсии н-пентана. Аргументировать технологические приемы, используемые при осуществлении промышленной изомеризации углеводородов.
Решение: Схема реакции представлена на рис. 1:
Рис. 1. Изомеризация н-пентана.
Схема реактора представлена на рис. 2.
Рис. 2. Схема теплового баланса реактора.
Тепло, входящее в реактор, определяется по формуле:
, (1) здесь:
,
,
- определено для Т = 650К из полиномного уравнения, полученного по табличным данным;
определено для Твх из полиномного уравнения для Ср н-пентана с помощью функции «Поиск решения» программы «Microsoft Excel»;
- для 900К определено по табличным данным;
- определено для Твх из полиномного уравнения для Ср воды с помощью функции «Поиск решения» программы «Microsoft Excel»;
,
,
С помощью функции «Поиск решения» программы «Microsoft Excel» методом наименьших квадратов определено значение Твх = 685К.
Энтальпия реакции при данной Твх:
Теплота реакции определяется величиной энтальпии реакции, массового расхода реагента, степенью конверсии реагента.
Рассмотрим пример, когда степень конверсии .
,
Согласно уравнению теплового баланса:
.
Здесь: ,
- определено для Твых из полиномного уравнения с помощью функции «Поиск решения» программы «Microsoft Excel»;
,
- определено для Твых из полиномного уравнения для Ср н-пентана с помощью функции «Поиск решения» программы «Microsoft Excel»;
,
- определено для Твых из полиномного уравнения для Ср и-пентана с помощью функции «Поиск решения» программы «Microsoft Excel»;
С помощью функции «Поиск решения» программы «Microsoft Excel» методом наименьших квадратов определено значение Твых = 687К.
Аналогично определяем значения Твых для различных значений степени конверсии. Полученные значения представлены в таблице 3.
Таблица 3
α |
Твых |
0,1 |
662 |
0,2 |
663 |
0,5 |
667 |
0,7 |
669 |
Химическое выветривание
Химическое выветривание
— это совокупность различных химических процессов, в результате которых
происходит дальнейшее разрушение горных пород и качественного изменения их
химического состава с обра ...
Обзор и математическое моделирование суспензионной полимеризации тетрафторэтилена
После того, как был получен молекулярный фтор, началось
стремительное развитие методов синтеза, основанных на использовании фтора и
некоторых его простейших соединений как реагентов для заме ...
Индол. Порфин. Тетраазапорфин. Фталоцианины
Введение
Гетероциклическими
называют соединения, содержащие циклы, включающие один или несколько
гетероатомов. Наиболее устойчивыми являются пяти- и шестичленные циклы.
Гетероцикли ...