1. в газовой фазе протекают реакции основная а в r ни побочная
 Скачать 393.04 Kb.
|
|
, при повышении С А селективность будет падать Порядок реакции показывает степень влияния конценрации на скорость химю реакции. Следовательно, для увеличения селективности при h 1 необходимо уменьшать С А При E 1 >E 2 увеличение температуры приводит к увеличению селективности 26. Основные потери в синтезе аммиака N 2 + 3H 2 ↔ 2NH 3 (Δ H < 0) связаны с отдувкой части рециркулирующей газовой смеси. С какой целью проводится отдувка? Отчего зависит объем продувки Ответ вывода инертных примесей Эффективное давление в системе рассчитывается по формуле эф = общ) , где доля инертов в системе. Для поддержания в циркуляционном газе постоянного содержания инертных газов, не превышающего 10%, проводят продувку газа после первичной конденсации аммиака (после сепаратора. Продувочные газы содержат 8-9% NH 3 , который выделяется при температуре -25-30 Св конденсационной колонне и испарителе продувочных газов. Смесь танковых и продувочных газов после выделения аммиака используют как топливный газ. Объем отдувки зависит от объема накопившихся инертов.Кол-во ин.примесей=кол-ву примесей со свежим потоком. Надо повышать давление по принципу Ле Шателье: Если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-нибудь из условий, определяющих положение равновесия, тов системе усилится то направление процесса, течение которого ослабляет влияние произведенного воздействия, и положение равновесия сместится в том же направлении. 22 В исследуемой системе основная (1) и побочная) реакции идут в газовой фазе A + 2B ↔ R ( ∆ H < 0 ) (1) A + B → S (2) Константа равновесия основной реакции (1) в широком диапазоне температур изменяется в пределах 10 2 –10 -2 . Энергия активации реакции 1 меньше энергии активации реакции 2. Какими приёмами можно сместить равновесие реакции 1 в нужную сторону и повысить селективность процесса Ответ Понизить температуру и повысить давление Основная задача подавление побочной р-ции, смещение равновесия основной р-ции в сторону образования продукта. Поскольку основная реакция экзотермична, то снижение температуры приведет к смещению равновесия в сторону образования целевого продукта, но при этом произойдет уменьшение скоростей реакций, интенсивности процесса, что повлечет за собой снижение производительности (кол-во продукта вед. времени. Если Е а1 <Е а2 , то более быстрое уменьшение скорости побочной по сравнению с уменьшением скорости основной р-ции. Энергия активации показывает степень влияния Т на скорость рекции. Изменение давления влиляет на смещение равновесия нашей основной реакции, и влияет на вторую, надо увеличить давление. Чем больше степень изменения количества молей, тем в большей степени система реагирует на изменение давления. Введение избытка исходного в-ва В сместит равновесие вправо. Введение избытка А приведет помимо этого к увеличению выхода продукта побочной р-ции. Синтез аммиака проводят с большими объёмными скоростями для Ответ увеличения интенсивности процесса Объёмную скорость процесса выбирают так, чтобы обеспечить высокую интенсивность и производительность процесса, но уменьшение степени превращения. В тоже время не следует выбирать слишком большие скорости, т. кв этом случае возможен проскок реагента и чтобы не нарушить автотермичность. Нужно малое время пребывания, для предотвращения переразложения N 2 и Н. (синтез NH 3 ). 3 2 2 2 3 2 1 NH H N ,( 0 H ). В процесс синтеза NH 3 – обратимый, несмещенный. Для смещения равновесия уменьшают Т и увеличивают Р. Но даже при таких условиях, т.к. процесс несмещенный, то конверсия NH 3 составляет 20%. Отсюда, раз не можем сместить равновесие, снижаем преб ( для 23 предотвращения обратной реакции, что ведет к малой конверсии => многократной рециркуляции. Почему гетерогенный каталитический процесс, осложненный последовательными превращениями целевого продукта А В D ( В – целевой продукт) проводят во внешнедиффузионной области на непористом катализаторе Ответ Потому что, если взять пористый катализатор, то процесс последующего превращения целевого продукта также будет катализироваться, потому что не будет успевать выходить из пор, до следующего превращения. А на беспористом катализаторе у нас будет идти первая реакция ив результате текучки не будет успевать идти следующая реакция.Раз во внешнедиф. Обл, значит затруднены процессы массопередачи. 1) лимитирующая стадия внешняя. диффузия (из объема к поверхности частицы) r = в(сv-cf) , С концентрация реагента в потоке для интенсификации процесса - повышать Cv - увеличить коэффициент массоотдачи b; - увеличить линейную скорость потока, обтекающего твердую частицу пленку срывает) - турбулизация потока (аппараты с кипящим слоем ТМ) - увеличить поверхность контакта. Современные производства серной кислоты работают по методу ДК-ДА двойного контактирования - двойной адсорбции. Что это дает Обосновать ответ. Ответ Большой выходи интенсивность или экол.проблема Процесс состоит в том, что реакционную смесь охлаждают и направляют в промежуточный адсорбер для выделения SO 3 , в оставшемся реакционном газе соотношение О к SO2 существенно повышается, что приводит к смещению равновесия вправо. Вновь нагретый реакционный газ снова подают в контактный аппарат на четвертый слой катализатора, благодаря чему достигается степень превращения О 99-99,9 увеличивается интенсивность процесса. - смещение равновесия - увеличение выхода процесса - увеличение скорости процесса превращение SO2 в SO 3 и снижение выбросов SO2 в атмосферу. 24 Скорость гетерогенной каталитической реакции лимитирует стадия внутренней диффузии. Какое изменение приведет к наиболее эффективному увеличению интенсивности процесса Обосновать ответ. Какие еще способы интенсификации процессов, протекающих во внутридиффузионной области, вы можете предложить Ответ увеличение пористости r = β(c f -c s ) , где β = D эфф ./(R-r) r- скорость внутренней диффузии β- коэффициент интенсивности внутренней диффузии c f – концентрация на поверхности твердой частицы c s - концентрация на поверхности ядра D эфф .- эффективный коэффициент диффузии (зависит от пористости и извилистости) D эфф .= Dε/τ , где D- молекулярный коэффициент диффузии, ε – пористость, τ – извилистость. Для увеличения β нужно выбирать катализаторы с большой пористостью и малой извилистостью. R- это радиус частицы Для интенсификации процесса нужно измельчать частицы катализатора(нужно уменьшить толщину слоя твердых продуктов реакции) (R уменьшается, а β увеличивается, следовательно, скорость увеличивается. Также можно увеличить концентрацию в потоке, следовательно, увеличится c f 25 32. Синтез этанола прямой гидратацией этилена C 2 H 4 + H 2 0 = C 2 H 5 OH (Δ H‹0 ) проводится при давлении 8 мПа. Чем вызвана необходимость использовать давление Ответ Для смещения равновесия необходимо повышать давление. P общ .=Р C2H4 +Р H2O +Р ин.пр. РС 2 Н 4 определяется выбранным соотношением между НО и С 2 Н 4 = 0,6 чтобы этанол получался менее разбавленным, а также не было разбавления катализатора Н 3 РО 4 ) РС 2 Н 4 ≈4,7 МПа Р общ давление на инертные примеси ≈ 8 МПа Если Р общ >8МПа, то произойдёт конденсация водяного пара, разбавление Н 3 РО 4 – потеря активности катализатора. Основная реакция протекает с уменьшением числа молей, следовательно, для смещения равновесия нужно Р, С исх. реаг .; реакция экзотермическая (Н, значит, t; Принцип Ле Шателье: Если на систему, находящуюся в равновесии, воздействовать извне, изменяя какое-нибудь из условий, определяющих положение равновесия, тов системе усилится то направление процесса, течение которого ослабляет влияние произведенного воздействия, и положение равновесия сместится в том же направлении. №32(2) В газовой фазе протекает основная (1) и побочная (2) реакции А + В ↔ С + D ( ∆H ‹ 0) А + В S Порядок реакции по компоненту А для основной реакции больше, чем для побочной (n 1 >n 2 ). Каким приемами можно сместить равновесие основной реакции и увеличить селективность процесса Ответ Для смещения основной реакции в сторону целевого продукта, необходимо понижать температуру, понижать давление системы, также при увеличении концентрации реагента А, скорость основной реакции увеличится в большей степени, чем побочной. Селективность – отношение количества исходного реагента, превратившегося в целевой продукт, к общему количеству прореагировавшего реагента. Если h 1 >h 2 , при повышении С А селективность будет расти Если h 1 |