Интенсивность реактора.
– объем реакционного пространства
Интенсивность реактора по сравнению с производительностью реактора - является информационно емкой характеристикой оборудования, так как учитывает не только экстенсивный фактор (количество продукта в единицу времени), но и интенсивный фактор (количество вещества nR, образующегося в единицу времени в единице объема) – это аналог скорости реакции или процесса в целом.
Выбор технологического режима. (ТР)
Технологический режим – это такая совокупность технологических параметров (Т,Р,С…), которая обеспечивает оптимальные условия эксплуатации технологического оборудования (реакционное оборудование).
1.а Выбор технологического режима на основании данных о химическом равновесии.
Химическое равновесие – раздел химической термодинамики.
Использование законов химического равновесия позволяют ответить на следующие основные вопросы, стоящие перед разработчиком реакционной аппаратуры:
1. Возможность самопроизвольного протекания процесса слева направо.
2. Каков возможный состав реакционной смеси в момент равновесия.
3. Определение или оценка тепловых эффектов ; физических превращений: пар .
Рассмотрим 1 пункт оценка самопроизвольного протекания процесса – используют величину свободной энергии Гиббса: (кДж/кмоль)
- тепловой эффект
- изменение энтропии
< 0 реакция протекает слева направо, самопроизвольные реакции.
> 0 реакция не может протекать самопроизвольно слева направо.
= 0 состояние химического равновесия
Для реакции:
В случае наступления момента химического равновесия скорость прямой и обратной реакции равны.
Тогда скорость прямой и обратной реакции:
Проведем тождественное преобразование:
Из закона действующих масс:
Константа равновесия характеризует состав реакционной смеси в момент равновесия:
Константа равновесия определяется частным от деления произведения концентрации продуктов реакции (в соответствующих степенях) численно равных соответствующим значениям стехиометрических коэффициентов на произведение концентрации исходных реагентов в момент равновесия и возведенных в соответствующие степени.
Выражение константы равновесия через парциальные давления . Для перехода от (для газовых реакций) используют закон Дальтона:
∑Pi=P
P – общее давление;
m – мольная доля.
Для реакции синтеза аммиака (1.1):
Связь константы равновесия с температурой.
Какой состав реакционной смеси следует ожидать на выходе из реакции.
Кр связана с величиной ΔG по уравнению изотермы Вант-Гоффа.
Пример 4.2
Определить константу равновесия при температуре 700 К реакции синтеза аммиака (1.1), протекающей в колонне синтеза (2.2), если
Уравнение изобар Ван-Гоффа:
С ростом температуры константа равновесия резко падает, так как химическое равновесие смещается влево; без катализатора такая реакция не осуществима в практических условиях.
Дата добавления: 2015-08-21; просмотров: 1949;