Выбор реактора для проведения процесса окисления хлороводорода
Курсовой проект - Химия
Другие курсовые по предмету Химия
µнно применительно к крупным организмам. Теоретически, при воздействии специальной хлороводородной уменьшающей среды на многоклеточный организм должно произойти синхронное сворачивание всех его клеток - в результате весь организм уменьшится. При этом, теоретически, он должен сохранить жизнеспособность.
Хлор
Хлор, химический элемент VII группы периодической системы, относится к галогенам. Атомный номер 17, относительная атомная масса 35,453. Природный хлор состоит из смеси двух изотопов - хлора-35 (75,77%) и хлора-37 (24,23%).
Свойства хлора. Хлор - тяжелый (в 2,5 раза тяжелее воздуха) желто-зеленый газ. Молекулы Cl2 легко диссоциируют на атомы при поглощении кванта света, а также при высокой температуре. При 730 С степень диссоциации составляет около 0,02%, а при 1730 С - уже почти 35%. При невысоких давлениях хлор близок к идеальным газам: 1 моль хлора при нормальных условиях занимает объем 22,06 л. При охлаждении до -34 С хлор сжижается, а при -101 С он затвердевает. Температуру сжижения газообразного хлора легко повысить, если увеличить давление; так при давлении 5 атм. хлор кипит уже при +10,3 С.
Хлор неплохо растворяется в воде: при 10 С в 1 л воды растворяется 3,15 л хлора, при 20 С - 2,3 л. Образующийся раствор обычно называют хлорной водой. Если насытить хлором при атмосферном давлении холодную (ниже 9,6 С) воду, из раствора выделяются желтоватые кристаллы состава Cl26H2O. Такие же кристаллы гидрата хлора образуются при охлаждении влажного газообразного хлора. Нагревая гидрат хлора в одном колене запаянной изогнутой трубки и охлаждая второе колено льдом, Фарадей в 1823 получил жидкий хлор. Хлор хорошо растворяется во многих органических растворителях; так, в 100 г холодного бензола растворяется около 35 г хлора.
Химически хлор очень активен. Он реагирует почти со всеми веществами, даже с платиной (при температурах выше 560 С). А в хлорной воде растворяется и золото. В 1869 профессор химии в Эдинбурге Джемс Альфред Уанклин заметил, что хорошо высушенный хлор не действует на железо и некоторые другие металлы. В результате появилось возможность хранить безводный жидкий хлор в стальных баллонах. Промышленное производство жидкого хлора было налажено в 1888 немецкой фирмой БАСФ.
Хлор активно и с выделением значительного количества тепла реагирует с водородом:+ H2 = 2HCl + 184 кДж. Реакция идет по цепному механизму, и если скорость ее инициирования велика (сильное освещение ультрафиолетовым или сине-фиолетовым светом, нагрев до высокой температуры), смесь газов (если хлора в ней содержится более 11,5 и менее 95%) взрывается.
Применение хлора.
Ежегодно во всем мире получают огромные количества хлора - десятки миллионов тонн. Только в США к концу 20 в. ежегодно путем электролиза получали около 12 млн. тонн хлора (10-е место среди химических производств). Основная его масса (до 50%) расходуется на хлорирование органических соединений - для получения растворителей, синтетического каучука, поливинилхлорида и других пластмасс, хлоропренового каучука, пестицидов, лекарственных средств, многих других нужных и полезных продуктов. Остальное потребляется для синтеза неорганических хлоридов, в целлюлозно-бумажной промышленности для отбеливания древесной пульпы, для очистки воды. В сравнительно небольших количествах хлор используют в металлургической промышленности. С его помощью получают очень чистые металлы - титан, олово, тантал, ниобий. Сжиганием водорода в хлоре получают хлороводород, а из него - соляную кислоту. Хлор применяют также для производства отбеливающих веществ (гипохлоритов, хлорной извести) и обеззараживания воды хлорированием.
Выбор адиабатического реактора для синтеза HCl
При сравнении работы реакторов полного смешения и идеального вытеснения, провели некоторый анализ зависимостей степени превращения, температуры и скорости реакции от времени пребывания в реакторе.
Анализ данных графических зависимостей показал, что степень превращения в РИВ больше, чем степень в РПС при одном и том же времени, а также температура имеет наибольшее значение, а следовательно и скорость реакции. Время на проведение реакции в реакторе полного смешения потребуется больше, чем в реакторе идеального вытеснения, что может привести к большим энергетическим затратам. Также необходимо учитывать тот факт, что в РИВ эффективнее протекают реакции при меньших тепловых эффектах. Для данной реакции выбран реактор идеального вытеснения.
Программа расчета адиабатического коэффициента Ad
HCl+O2==2H2O+2Cl2-?H
Программа и анализ зависимости объема реактора от начальной температуры: W=f(Т0)
HCl+O2==2H2O+2Cl2-?H
Рис. 1
Программа и анализ зависимости объема реактора от давления: W=f(P)
HCl+O2==2H2O+2Cl2-?H
Рис. 2
Программа и анализ зависимости объема реактора от степени превращения: W=f(X)
HCl+O2==2H2O+2Cl2-?H