Реактор полного смешения, лаба 4. Отчет защищен с оценкой Преподаватель к т. н., доцент Е. Л. Никитина реактор полного смешения отчет о лабораторной работе по курсу Общая химическая технология ягту 18. 03. 01 001 лр отчет
 Скачать 121.72 Kb.
|
|
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования «Ярославский государственный технический университет» Кафедра «Охрана труда и природы» Отчет защищен с оценкой Преподаватель к.т.н., доцент ___________ Е. Л. Никитина ___________ РЕАКТОР ПОЛНОГО СМЕШЕНИЯ Отчет о лабораторной работе по курсу «Общая химическая технология» ЯГТУ 18.03.01 - 001 ЛР Отчет выполнила студент гр. ХТБ-37 ___________ К. Т. Сакичев ___________ 2019 Теоретическая часть В течение каждого заданного промежутка времени протекания процесса омыления эфира щелочью осуществляется определение степени превращения реагентов и определяется производительность периодического реактора полного смешения. На основании полученных данных о кинетике гомогенной жидкофазной химической реакции исследуются зависимости изменения степени превращения щелочи от времени, изменения концентрации щелочи от времени и изменения производительности реактора от степени превращения щелочи. Экспериментальная часть Цель работы: Ознакомление с работой периодического реактора полного смешения. Изучение влияния технологического режима на показатели работы реактора (степени превращения реагентов, производительность). Исследование кинетики гомогенных химических реакций. Таблица 1 – Исходные данные
Описание лабораторной установки На рисунке 1 представлена схема лабораторной установки реактора полного смешения периодического действия. Реактор полного смешения периодического действия представляет собой цилиндрический стеклянный сосуд, имеющий штуцер для отбора проб. При загрузке, из делительных воронок 3 и 4 растворы этилацетата и гидроксида натрия подают через трехходовой кран 5 в реактор 1. Перемешивание осуществляют с помощью магнитной мешалки 2. Отбор смеси на анализ осуществляют пипеткой с грушей.  1 – реактор; 2 – магнитная мешалка; 3,4 – делительные воронки; 5 – трехходовой кран Рисунок 1 – Схема лабораторной установки реактора полного смешения периодического действия. В течение каждого заданного промежутка времени определяется концентрация гидроксида натрия. Выгрузку продуктов из реактора после окончания работы осуществляют с помощью груши. Задание на выполнение работы Преподаватель задаёт следующие исходные данные: 1) объем загружаемой в реактор исходной смеси  , см3;2) объемную долю раствора гидроксида натрия в смеси m. Расчет объемов исходных реагентов производят по формулам:   где  – объем водного раствора гидроксида натрия; – объем водного раствора этилацетата.Порядок проведения работы Определить исходную концентрацию водного гидроксида натрия. Для этого в колбу для титрования наливают 20 см3 дистиллированной воды и с помощью пипетки с грушей отбирают 1 см3 исходного раствора гидроксида натрия из бутыли или 1 см3 реакционной смеси из реактора. Добавив 2-3 капли индикатора фенолфталеина, титруют раствором соляной кислоты концентрации 0,01 моль/дм3 до исчезновения розовой окраски. Содержание гидроксида натрия в реакционной смеси или в бутыли рассчитывают по формуле  где  – текущая концентрация гидроксида натрия в смеси или концентрация гидроксида натрия в бутыли, моль/дм3; – объем соляной кислоты, пошедшей на титрование пробы, см3; – молярная концентрация раствора соляной кислоты, моль/дм3 (принять 0,01 моль/л); – поправка к молярной концентрации раствора соляной кислоты равная 1; – объем отбираемой пробы, 1см3.Залить в делительные воронки растворы этилацетата и гидроксида натрия, открыть трехходовой кран и медленно подать исходные реагенты в реактор. Заметить время, затраченное на подготовительные операции: загрузку реагентов в делительные воронки, заполнение реактора. Включить магнитную мешалку и обеспечить интенсивное перемешивание реакционной смеси. Проводить анализ реакционной смеси через 1, 5, 10, 15, 20 минут до достижения постоянной (неизменной) концентрации гидроксида натрия. Выгрузить реакционную смесь из реактора с помощью груши. Заметить время выгрузки.      Расчетная часть Расчет состава и сходной смеси Концентрацию гидроксида натрия в исходной смеси рассчитывают по формуле  где  – концентрация гидроксида натрия в исходной смеси, моль/дм3; – объем раствора гидроксида натрия, см3; – объем исходной смеси, см3; – концентрация раствора гидроксида натрия в бутыли, определяемая экспериментально и рассчитанная по формуле, моль/дм3.Концентрацию этилацетата в исходной смеси рассчитывают по формуле  где  – концентрация этилацетата в исходной смеси, моль/дм3; – объем раствора этилацетата, см3; – концентрация раствора этилацетата в бутыли, моль/дм3; – объем исходной смеси, см3.Расчет степеней превращения реагентов Степень превращения гидроксида натрия  (%) рассчитывают по формуле где  – текущая концентрация гидроксида натрия, определяемая анализом реакционной смеси, моль/дм3.     Степень превращения этилацетата  (%) рассчитывают по формуле: где  – концентрация превращенного гидроксида натрия, равная концентрации превращенного этилацетата, моль/дм3.     Расчет производительности реактора Производительность реактора П рассчитывают по формуле  где П – производительность реактора по гидроксиду натрия, моль/с; – концентрация гидроксида натрия в исходной смеси, моль/дм3; – степень превращения гидроксида натрия, доли единицы; – объем загружаемой в реактор смеси, заданный преподавателем, дм3; – время проведения химической реакции, c; – суммарное время вспомогательных операций, с.     Таблица 2 – Результаты экспериментов и расчетов
 Рисунок 2 – Зависимость текущей концентрации гидроксида натрия в реакционной смеси от времени  Рисунок 3 – Зависимость степени превращения гидроксида натрия (этилацетата) в реакционной смеси от времени  Рисунок 4 – Зависимость производительности реактора от степени превращения гидроксида натрия (этилацетата) Вывод В ходе данной лабораторной работы мы изучили влияние технологического режима на показатели работы реактора. Таким образом, можно сделать следующие выводы: с течением времени (от 60 с до 1200 с) концентрация гидроксида натрия (и этилацетата) в реакционной смеси уменьшается (рис. 2), степень превращения гидроксида натрия (и этилацетата) увеличивается (рис. 3), производительность реактора уменьшается (рис. 4). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
