Теория химических процессов органического синтеза
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 р
еакции 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 |
0 |
|
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 |
0 |
|
ТМБ |
14,15 |
134 |
0,1056 |
b5 =0.1056 |
0 |
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 |
0 |
|
ТМБ |
0,3599 |
0 |
Задание № 2
Решение: Схема реакции представлена на рис. 1:
Рис. 1. Дегидрирование н-бутана.
Схема реактора представлена на рис. 2.
Рис. 2. Схема теплового баланса реактора.
Тепло, входящее в реактор, определяется по формуле:
, (1) здесь:
,
,
- определено для Т = 800К из логарифмического полиномиального уравнения, полученного по табличным данным;
определено для Твх из логарифмического полиномиального уравнения для Ср н-пентана с помощью функции "Поиск решения" программы "Microsoft Excel";
- для 1000К определено по табличным данным;
- определено для Твх из полиномиального 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 = 966К.
Скачать реферат