Получение акролеина газофазным окислением пропилена кислородом воздуха

Рефераты / Химия / Получение акролеина газофазным окислением пропилена кислородом воздуха

- дифференциальная селективность.

Т.к. получение акролеина является газофазным процессом, то коэффициент изменения объёма зависит от начального и конечного числа молей смеси:

h=263 height=51 src="images/referats/5120/image058.png">

где

Концентрации компонентов, участвующих в реакциях с учётом коэффициента изменения объёма:

Подставим и в уравнение (*):

где

Подставляем значения CA, CY, CD в уравнение (1):

Интегральная селективность для реактора идеального вытеснения:

2.2 Определение удельной производительности реактора

Для определения удельной производительности реактора записываем уравнение скорости превращения реагента А (пропилена).

где

В результате получим:

Удельная производительность РИВ:

где tРИВ – время пребывания в реакторе идеального вытеснения, с.

Мольную концентрацию рассчитываем из уравнения состояния идеального газа:

где:

Р – общее давление;

ХА – мольная доля компонента А;

Т – температура, К;

R – универсальная газовая постоянная

Пропилен образует с воздухом взрывоопасные смеси. Верхний предел взрываемости – 31% об.,

нижний – 2,8 % об., поэтому применяют начальную концентрацию пропилена в воздухе меньше нижнего предела взрываемости =1,9% (мол).

Для этого берём 1,9 объёма пропилена и добавляем к нему 98,1 объёма воздуха (всего 100%).

Состав воздуха, %(мол.): N2 – 79; O2 – 21, тогда в добавленном воздухе кислорода:

азота:

Следовательно, в начальной газовоздушной смеси содержится:

С3Н6 – 1.9%; О2 – 20.6%; N2 – 77.5%.

Т.к. энергия активации основной реакции меньше, чем побочных, селективность будет увеличиваться с уменьшением температуры. Поэтому принимаем температуру 653К. определяем исходные концентрации пропилена и кислорода.

Определим мольное соотношение β =

На основании приведённых уравнений проводим оптимизацию процесса окисления пропилена с использованием модели идеального вытеснения. В ходе расчёта варьируем степень превращения пропилена, температуру проведения процесса. Оптимизацию проводим с использованием программы QBasic. Текст программы оптимизации представлен в приложении А, результаты оптимизации представлены в приложении Б. По полученным данным строим графики зависимости:

- интегральной селективности от температуры (рис. 2.1);

- удельной производительности от степени превращения (рис. 2.2);

- селективности от степени превращения (рис. 2.3)