Geum.ru


Увеличение степени защиты стали от коррозии в нейтральных и кислых средах

Дипломная работа - Химия

Другие дипломы по предмету Химия

?симальна, она составляет 3,1 % по отношению к меньшему значению теплоемкости).

Таким образом, доказана возможность использования вышеприведенного метода для дальнейших раiетов в рассматриваемом интервале температур.

Получим зависимости энтальпии и энтропии вида:

Согласно [11] = 4049,34 кДж/моль (вычислено по энергиям связей), таким образом, задача сводится к определению ?S0298, i .

Как было сказано выше все эмпирические методы раiета энтропии жидких веществ не подходят для данного соединения, поэтому воспользуемся полуэмпирической зависимостью [18]:

Определим основные термодинамические параметры основной реакции. Данные для термодинамического раiета реакции синтеза представлены в таблице 2.3.

Таблица 2.3 Термодинамические данные веществ участников реакции

Веществоср = f(T)?Н0 298,

кДж/моль?S0298

Дж/Кмольab 103c`10-5с106H3BO381,39-1094,8988,8C2H7PO379,3921,62-19,21-784,1467,70Борат

метилфосфит432,375114,348-36,74-4049,34595,11СН3ОН15,29105,269-31,07-79,63457,29Итого92,59470,5620,90-31,07174,32443,57

Зависимости энтальпии и энтропии реакции от температуры:

Руководствуясь ранее приведенным порядком раiета подобных зависимостей, получим:

Результаты вычислений представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 Результаты раiета термодинамических параметров

Температура,

К,

Дж/моль?ST,r,

Дж/мольК?Gт, r,

Дж/мольln КрKр123456353188751,92487,9616501,11-5,620,0036363191485,71495,6011583,21-3,840,0215373194255,56503,136589,50-2,120,1194383197062,08510,551521,03-0,480,6202393199905,84517,88-3621,211,113,0292403202787,32525,12-8836,292,6413,9750413205706,96532,28-14123,344,1161,1406423208665,15539,35-19481,565,54254,5595

По результатам вышеприведенных раiетов построим графики соответствующих зависимостей.

Рисунок 2.2 Зависимость энтальпии от температуры.

Рисунок 2.3 Зависимость энтропии от температуры.

Рисунок 2.4 Зависимость энергии Гиббса от температуры.

Рисунок 2.5 Зависимость логарифма константы равновесия от температуры.

По приведенным результатам раiета термодинамических характеристик рассматриваемой реакции можно сделать следующие выводы:

  1. Так как

    >0, то реакция эндотермическая

  2. Энергия Гиббса становится отрицательной при температуре 385 К, следовательно, процесс термодинамически возможен, только при условие, что температура реакции больше 385 К, далее видно, что с повышением температуры, термодинамическая вероятность протекания процесса в прямом направлении линейно возрастает. На практике процесс осуществляется при 390 400 К.
  3. При температурах больше 385 К константа равновесия Кр >1 и далее с повышением температуры экспоненциально возрастает, тем самым равновесие смещается в сторону продуктов реакции.

    4. 3. Раiет материального баланса

Раiет материального баланса будем вести, приняв производительность установки 5 т/сут. Синтез ведется в реакторе идеального смешения периодического действия, поэтому все раiеты будем вести на один цикл.

В процессе производства целевого продукта борат метилфосфита протекают следующие реакции [24]:

Основная реакция:

Побочная реакция:

Основные данные для раiета материального баланса сведем в таблицу:

Таблица 3.1 Основные данные для раiета

СтатьиРазмерностьВеличинаПроизводство по борат метилфосфиту, Пт/сут5Время одного циклач3Технологический выход, fМолярное соотношение Н3ВО3/ДМФдоли1: 3Степень превращения, хСелективность основной реакции, Ф,3Состав исходных реагентов, W:%Борная кислота хч

Н3ВО3 борная кислота (А)

Na2SO4 сульфат натрия

98

2Диметилфосфит хч

С2Н7РО3 диметилфосфит (В)

СН5РО3 монометилфосфит (С)

99

1Молярные массы, М:

Н3ВО3 борная кислота

Na2SO4 сульфат натрия

С2Н7РО3 диметилфосфит (ДМФ)

СН5РО3 монометилфосфит (ММФ)

Борат метилфосфит (целевой) (D)

Борат метилфосфит (побочный) (E)

CH3OH метанол (F)кг/кмоль

62

142

110

96

326

126

32

Уравнение материального баланса имеет вид:

где количество борной кислоты идущей на основную и побочную реакции соответственно; количество метанола выделяющегося в основной и побочной реакции соответственно; не прореагировавшее количество борной кислоты, ДМФ и ММФ соответственно.

  1. Перевод производительности основному продукту из т/сут в кг/цикл.

  1. Количество целевого продукта с учетом технологического выхода.

Потери целевого продукта.

  1. Количество борной кислоты, требуемое на образовани 1,98 кмоль/цикл целевого продукта.

  1. Количество борной кислоты с учетом селективности.

  1. Количество борной кислоты с учетом степени превращения.

  1. Количество борной кислоты идущей на побочную реакцию.

  1. Количества веществ образовавшихся в побочной реакции.

  1. Количество метанола образовавшегося в основной реакции.

  1. Количество не прореагировавшей борной кислоты.

  1. Количество технической борной кислоты требующегося для получения 1,92 кмоль/цикл целевого продукта.

  1. Количество сульфата натрия (примесь).

  1. Количество димети