Улучшение качества всесезонного масла
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
°кций являются следующие схемы реакций:
пиридин гидрируется до пентана и аммиака:
- хинолин дает пропилбензол и аммиак:
пиррол гидрируется до бутана и аммиака:
Кислородсодержащие соединения обычно легко вступают в реакции гидрирования с образованием соответствующих углеводородов и воды:
фенолы гидрируются до бензола и воды:
гидропероксиды гептана и циклогексана разрушаются до соответствующих углеводородов:
С7Н15ООН + 2Н2 > С7Н16 + 2Н2О
В процессе гидроочистки одновременно с реакциями сернистых, азотных и кислородных соединений протекают многочисленные реакции углеводородов:
изомеризация парафиновых и нафтеновых углеводородов происходит при любых условиях гидрообессеривания:
реакции насыщения олефинов протекают очень быстро с большим выделением теплоты:
частично протекают и реакции гидрокрекинга:
наиболее сложными являются реакции насыщения ароматических углеводородов:
Эти реакции зависят от технологических параметров и зачастую ограничены равновесными условиями. При этом учитывается необходимая степень насыщения. Реакция насыщения отличается высокой экзотермичностью.
4.2 Термодинамический анализ процесса гидроочистки
.2.1 Подготовка исходной информации
Гидроочистка дизельных фракций - сложный многостадийный процесс, протекающий с участием большого количества серо-, азот- и кислородсодержащих соединений, а также непредельных и ароматических углеводородов. Расчет термодинамических функций для каждого индивидуального вещества усложняется нехваткой данных о его содержании, химическом составе и строении. Например, говоря о меркаптанах, подразумевается, что в реакциях гидрогенолиза принимают участие вещества с общей формулой R-SH, где R = C6 -С8. Вопрос о том какие изомеры состава Cn присутствует в смеси и в каком количестве остается неизвестным. Поэтому выбирая вещество, по которому должен быть произведен термодинамический расчет, необходимо руководствоваться двумя критериями: количественным и кинетическим. По количественному выбирается вещество, имеющее максимальную концентрацию, по кинетическому - вещество, скорость реакции которого является самой медленной. На основании этих критериев для термодинамического расчета реакции гидрогенолиза выберем основное вещество.
Исходные данные:
Характеристика сырья: фракционный состав 250 - 340 єC; плотность 842 кг/м3; содержание серы S0 = 0,2% (масс.), в том числе меркаптановой Sм = 0,010% (масс.), тиофановой Sц = 0,100% (масс.), дисульфидной Sд = 0,020% (масс.) и тиофеновой SТ = 0,070% (масс.)
Скорость гидрирования сераорганических соединений возрастает в ряду: тиофены < тетрагидротиофены сульфиды < дисульфиды < меркаптаны.
Как видно, из всех серосодержащих соединений больше всего содержится тиофанов и тиофенов, однако скорость гидрогенолиза тиофенов меньше, чем сульфидов, а это значит, что гидрирование тиофенов является лимитирующей реакцией. Таким образом, в качестве реакции, по которой будет произведен термодинамический расчет выберем реакцию гидрирования тиофена:
Термодинамические параметры DHf,2980, Sf,2980 и коэффициенты A0, A1, A2, A3, A-2 в уравнении теплоемкости Сp = A0 + A1(T/1000) + A2(T/1000)2 + A3(T/1000)3 + A-2(T/1000)-2 реагентов и продуктов представлены в табл. 4.1. [34].
Таблица 4.1. Исходные данные для термодинамического анализа [34]
ВеществоDHf,2980, кДж/мольSf,2980, Дж/(мольК)A0A1A2A3A-2C4H4S115,7278,9-23,9423,3-344,6110,9-0,16H20130,632,8-10,410,1-2,2-0,15C4H10-126,1310,1-37,2511,4-347,299,00,92H2S-20,2205,830,56,418,2-9,20,04
4.2.2 Расчет изменения энтальпии химической реакции
Стандартное изменение энтальпии реакции определим по первому следствию из закона Гесса:
Зависимость изменения энтальпии реакции от температуры определим по уравнению Кирхгоффа:
где, ?Сp(T) - изменение теплоемкости реакционной массы в зависимости от температуры. Определяется по уравнению:
где bi,j - стехиометрические коэффициенты.
Вычислим DA0, DA1, DA2, DA3 и DA-2 и определим зависимость теплоемкости реакции от температуры.
Таким образом, зависимость мольной изобарной теплоемкости от температуры следующая:
После подстановки DСp(T) в уравнение Кирхгоффа, интегрирования и преобразований получим зависимость изменения энтальпии реакции от температуры:
График зависимости представлен на рис. 4.1.
Рис. 4.1. Зависимость изменения энтальпии реакции от температуры
4.2.3 Расчет изменения энтропии химической реакции
Стандартное изменение энтропии реакции при гидрировании тиофена равно:
Зависимость изменения энтропии от температуры:
После подстановки DСp(T), интегрирования и преобразований получим зависимость изменения энтропии реакции от температуры:
График зависимости представлен на рис. 4.2.
Рис. 4.2. Зависимость изменения энтропии реакции от температуры
4.2.4 Расчет изменения изобарно-изотермического потенциала химической реакции
Изменение изобарно-изотермического потенциала реакции определим по формуле:
После подстановки в нее прежде выведенных зависимостей и некоторых п?/p>