Анализ технологического процесса схемы переэтерификации диметилового эфира цианоэтилфосфоновой кислоты моноэтиленгликоль (мет) акрилатом
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
Рис.2 КФС лабораторного реактора для переэтерификации диметилового эфира ?-цианоэтилфосфоновой кислоты моноэтиленгликоль(мет)акрилатом
Таблица 5 Экспертная оценка недостатков элементов ТО
Обозначение
элемента ТООбозначение
функции
элементаЭкспертная оценка элементовНедостатки элементаОценкаЕ0Ф00 ____________10Е1Ф11Неравномерность циркуляции теплоносителя9Е2Ф21____________10Е3Ф31____________10Е4Ф41Возможная негерметичность
соед-й реактора и
холодильника 8Е5Ф52Возможность перегрева реактора8Е6Ф63_____________10Е7Ф71_____________10Е8Ф81_____________10
4. Функционально-физический анализ ТО
Особенностью функционально-физического анализа является то, что при его проведении учитывается физическая сущность технического объекта, которая является наиболее понятной для человека абстрактной моделью.
Для проведения ФФА используется многократное, ступенчатое формулирование задачи с постепенно увеличивающейся степенью конкретности.
Объекты материального мира, взаимодействуя, вызывают протекание физических процессов, которые можно описать физическими операциями (ФО).
Физические операции (ФО) могут быть реализованы с помощью одного физико-технического эффекта (ФТЭ). Описание ФТЭ ведется на основе анализа выделенных ФО элементов.
Таблица 6 Описание ФТЭ, действующих в схеме переэтерификации диметилового эфира ?-цианоэтилфосфоновой кислоты моноэтиленгликоль (мет)акрилатом
Наименование элементов
объектаФизико-технический эффектМатематический закон,
описывающий ФТЭ
и его формулаВходное воздействие (А)
на элементФизический
объект (В)Выходное воздействие (С)
элементаЕ0
Сила Р0
(вес)Твердое телоСила реакции R0Эффект равновесия сил
Р0=- R0Сила реакции R1жидкостьСила Р1 (вес)Эффект равновесия
R1=-Р1Е1Поток теплоноси теля W2,
скорость V1нжидкостьПоток теплоносителя W2,
скорость V2нМассовый расход
М0=w0frСила Р2 (вес) твердое телоСила реакции R2Эффект равновесия
R2=-Р2Е2Поток реакц.
массы W1,
давление P2нЖидкостьПоток реакц.массы
W1,давление Р2кЗакон Бернулли
p/rg+r+2/2p=cE3Поток реакц.
массы W1,
давление P2нгазПоток реакц.
массы W1,
давление P2нЗакон Бернулли
p/rg+r+2/2p=c
Массовый расход
М=аfrE4
Сила Р3 (вес)Твердое телоСила реакции R3Эффект равновесия
R3=-Р3Сила реакции R4Твердое телоСила Р4 (вес)Эффект равновесия
R3=-Р3Е5
Теплота Q1,Дж,
темп-ра Т1,0СТвердое телоТеплота Q2,Дж,
темп-ра Т2,0СЗакон теплового баланса
Q1=Q2+?Сила реакции R5Твердое телоСила Р5 (вес)Эффект равновесия
R5=-Р5Е6Теплота Q2, Дж, темп-ра
Т2,КжидкостьТеплота Q3, Дж, темп-ра
Т3,КЗакон теплового баланса
Q2=Q3+?Темп-ра Т2,КТвердое телоОтносительная
деформацияТепловое расширение
А=l/l0tСила Р6 (вес)твердое телоСила реакции R6Эффект равновесия
R6=-Р6Е7Поток теплоносителя W2,
давление P3жидкостьПоток теплоносителя W2,
давление P3Массовый расход
М=аfr
Е8Поток теплоносителя W2,
давление P4жидкостьПоток теплоносителя W2,
давление P4Массовый расход
М=аfr
W1Тепл. энергия Q3,твердое тело, жидкостьТепл. энергия Q3-?Закон теплового балансаПоток реакц.
массы W1твердое тело, жидкостьПоток реакц.
массы W1Теплопроводность веществW2Тепл. энергия Q4твердое тело, газТепл. энергия Q4-?Закон теплового баланса
Основные параметры процесса:
- Т-температура реакционной массы;
- С(эфира)-концентрация диметилового эфира ?-цианоэтилфосфоновой кислоты;
- ?- время реакции;
- С(МЭГ) концентрация моноэтиленгликольметакрилата
- C(гидрохинона)- концентрация гидрохинона.
Недостатками данной схемы переэтерификации являются:
- Длительное время реакции из-за недостаточной активности исходных реагентов;
- Практически невозможно прогнозировать количественный выход продукта из-за сложной качественной зависимости от параметров процесса.
- Возможно осмоление и полимеризация целевого продукта
- Наряду с основной реакцией может протекать полимеризация МЭГ.
5. Анализ технологического процесса переэтерификации диметилового эфира ?-цианоэтилфосфоновой кислоты моноэтиленгликоль (мет)акрилатом
Проведем анализ реакции переэтерификации диметилового эфира ?-цианоэтилфосфоновой кислоты моноэтиленгликоль(мет)акрилатом.
Таблица 7 Анализ технологического процесса переэтерификации
Наименование элементаФункция элементаМеханизм действияМатематическая модельЭкспертная оценкаНедостатки Диметиловый эфир
C5H10NO3Р
Реагентсм. раздел Концептуальное описание схемы переэтерификации
Параметры, которыми можно
влиять на кинетическое
уравнение: С, t,ф,
10“объемность”
молекулыМЭГ
С6Н10О3реагент для переэтерификации
9Повышенная склонность к полимеризацииГидрохинонИнгибитор полимеризации
8Недостаточное ингибирование
полимеризации МЭГ
Совокупность указанных недостатков различных стадий рассматриваемой химической реакции позволяет выявить ее основной и наиболее существенный недостаток - низкую скорость реакции, а, следовательно, большое время проведения синтеза. Это обусловлено низкой концентрацией активных молекул и малым числом их эффективных актов взаимодействия, приводящих к образованию целевого продукта, а также склонностью молекул