Общая химическая технология (влияние состава реакционной смеси на равновесную степень превращения )

                                             Задание   1.

        1.Изучить влияние состава реакционной смеси на равновесную степень превращения (Хsо2) в интервале рабочих температур (400о – 600оС) /п.1 программы/.

Концентрация SO2 в исходной смеси: 7; 9%об.; исходное сырье- серный колчедан и воздух.  Р-1ат.

         Построить график в координатах Хsо2 – Т

         2. Определить максимальную степень превращения в однослойном реакторе (ИВ), работающем в адиабатическом режиме / п.5 программы/.

      Катализатор ИК-4; Т нач.- 4200С.

С (SO2) min = a min = 7% = 0.07

С (O2) в воздухе = 21%

С (O2) = 0.21 – 1.4 a = 0.21 – 0.098 = 0.112

С (SO2) max = a max = 9% = 0.09

С (O2) = 0.21 – 1.4 a = 0.21 – 0,126 = 0,084

T нач = 400оС = 673К

T конеч = 600оС = 873К

1) Изучение состава реакционной смеси на равновесную степень превращения SO2 в интервале рабочих температур.

Определяем параметры перерабатываемого газа, полученного смешением SO2 с воздухом.

Концентрация SO2: а = 8% (задано) = 0,08 об. доли (пересчитано в размерность, используемую в программе).

Концентрация O2:

b1 = 0.21 – 1.4 a = 0.21 – 0.098 = 0.112 об. доли

(0,21 – содержание кислорода в воздухе).

[pic 1]

b2 = 0.21 – 1.4 a = 0.21 – 0,126 = 0,084 об. доли

[pic 2]

2. Определение максимальной степени превращения в однослойном реакторе режим идеального вытеснения (ИВ).

Величина адиабатического разогрева ΔTад = Qрa/ср. В приложении находим физико-химические свойства: Qр = 94,4 кДж/моль, ср = 0,252 кал/(г⋅град), плотность газа ρ = 1,4 г/л,  и пересчетные коэффициенты для расчета ΔTад в нужной размерности [град]: 1 кал = 4,187 Дж, 1 моль = 22,4 л газа, 1 кДж = 103 Дж. Рассчитываем:

ΔTад 1 =  =  =  = 199.7 K[pic 3][pic 4][pic 5]

ΔTад 2 =  =  =  = 256.8 K[pic 6][pic 7][pic 8]

Расчёт времени контакта по концентрации SO2 0,07 об.доля

[pic 9]

Время контакта τ = 0,659    Общие контактное время τ = 3,924

[pic 10]

Расчёт времени контакта при концентрации SO2 0,09 об.доля

[pic 11]

Время контакта τ = 1,013 Общие контактное время τ = 5,851

[pic 12]

[pic 13]

Вывод: при увеличении температуры равновесная степень превращения SO2 уменьшается

Задание 2.

           Сравнить эффективность работы реактора с различным числом слоев катализатора,используя исходный состав смеси предыдущего задания (первый вариант).