|
Содержание работы или список заданий
|
ЗАДАНИЯ К САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ
Общие теоретические вопросы. Что такое процесс дегидрирования? Для получения каких классов органических веществ он применяется? Назовите несколько соединений, которые получают путем дегидрирования. Опишите области их применения. Охарактеризуйте влияние температуры и давления на процесс дегидрирования и выход продукта.
Что такое процесс дегидратации? Для получения каких классов органических веществ он применяется? Назовите несколько соединений, которые получают путем дегидратации. Опишите области их применения. Охарактеризуйте влияние температуры и давления на данный процесс и выход продукта.
Индивидуальная задача. Рассчитайте константу равновесия реакции для следующих условий:
Реакция
A→B+C t, ºС A B C
∆H_f,
кДж/моль S_T,
Дж/(моль∙К) ∆H_f,
кДж/моль S_T,
Дж/(моль∙К) ∆H_f,
кДж/моль S_T,
Дж/(моль∙К) № Ва-риан-
та
C_3 H_8⇄C_3 H_6+H_2 650 -23,38 405,01 88,02 380,57 18,41 163,64 №1
C_3 H_8⇄C_3 H_6+H_2 700 -14,71 414,16 95,43 388,39 19,93 165,25 №2
C_4 H_10⇄C_4 H_8+H_2 660 -20,18 487,46 80,21 449,81 18,71 163,97 №3
C_4 H_10⇄C_4 H_8+H_2 710 -8,98 499,15 89,78 459,81 20,23 165,56 №4
〖i-C〗_4 H_10⇄i-C_4 H_8+H_2 590 -42,45 457,40 62,80 434,81 16,59 161,61 №5
〖i-C〗_4 H_10⇄i-C_4 H_8+H_2 640 -31,74 469,46 72,11 445,30 18,10 163,31 №6
C_4 H_10⇄C_4 H_6+2H_2 690 -13,49 494,51 197,8 423,04 19,62 164,93 №7
C_4 H_10⇄C_4 H_6+2H_2 750 -2,01 506,93 207,3 433,56 21,85 167,08 №8
C_3 H_8⇄C_3 H_6+H_2 720 -12,51 416,34 95,93 391,09 19,98 165,75 №9
C_4 H_10⇄C_4 H_8+H_2 700 -13,18 495,06 90,71 424,81 19,91 166,97 №10
C_4 H_10⇄C_4 H_8+H_2 710 -8,98 499,15 89,78 459,81 20,23 165,56 №11
Что такое константа равновесия? Как она рассчитывается и что показывает?
ПРИМЕР решения для условий:
C_4 H_10⇄C_4 H_6+2H_2 740 -2,11 506,03 206,3 431,59 21,15 166,48
Находим энтальпию и энтропию реакции:
∆H_T=∑▒(∆H_fi )_кон -∑▒(∆H_fi )_нач =(∆H_fB+2∙∆H_fC )-∆H_fA=
=(206,3+2∙21,15)-(-2,11)=250,56кДж/моль,
∆S_T=∑▒(S_Ti )_кон -∑▒(S_Ti )_нач =(S_TB+2∙S_TC )-S_TA=
=(431,59+2∙166,48)-506,03=258,39 Дж/(моль∙К).
Находим энергию Гиббса реакции при температуре процесса:
∆G_T=∆H_T-T∆S_T=
=250,56∙1000-(740+273,15)∙258,39=-11230,47 Дж/моль.
Рассчитываем константу равновесия:
K_p=e^(-(∆G_T)/RT)=e^(-(-11230,47)/(8,314∙(740+273,15) ))=3,79.
Задача 2.
Вариант 1 При гетерогенно-каталитическом окислении бензола в малеиновый ангидрид протекают следующие реакции:
С6Н6+4,5О2→С4Н2О3+2Н2О+2СО2
С4Н2О3+3О2→4СО2+Н2О
С6Н6+7,5О2→3Н2О+6СО2
Провести материальный расчет процесса для условий: начальный мо-лярный поток бензола равен 100 кмоль/ч, молярное соотношение С6Н6: 02 = I: 20, степень конверсии бензола 0,95, выход малеинового ангидрида 0,75. Определить селективность по ангидриду.
Вариант 2 При прямой гидратации этилена протекают следующие реакции:
СН2=СН2 + Н2О↔ СН3СН2ОН
СН2=СН2 + СН3СН2ОН ↔(СН3СН2)2О
СН3СН2ОН ↔ СН3СНО + Н2О
Провести материальный расчет процесса для условий: начальный молярный поток этилена равен 150 кмоль/ч, начальное молярное соотношение С2Н4: Н2О = 1: 0,75, степень конверсии этилена равна 8 % при селективности по спирту 0,95, выход диэтилового эфира составляет 0,15 %.
Вариант 3 При алкилировании бензола этиленом протекают следующие реакции:
С6Н6 + С2Н4→ С6Н5С2Н5
С2Н4 + С6Н5С2Н5→ С6Н4(С2Н5)2
C6H4(C2H5)2 + С6Н6 → 2С6Н5С2Н5
Провести материальный расчет процесса для условий: начальный молярный поток этилена равен 100 кмоль/ч, начальное молярное соот-ношение С2Н4: С6Н6 = 1:5, степень конверсии этилена равна 100 %, выход этилбензола составляет 95 %.
Вариант 4 При гидрировании бензола протекают следующие реакции:
С6Н6 + Н2 → С6Н12
С6Н12 ↔цикло-С5Н9СН3
Провести материальный расчет процесса для условий: начальный молярный поток бензола 150 кмоль/ч, начальное молярное соотношениеC6H6: H2 = 1 : 10, степень конверсии бензола равна 95 % при селек¬тивности по циклогекеану 95 %.
Вариант 5 При гидроформилировании этилена протекают следующие реакции:
С2Н4 + СО + Н2→ СН3СН2СНО
СН3СН2СНО + Н2→ СН3СН2СН2ОН
Провести материальный расчет процесса для условий: начальный молярный поток этилена равен 100 кмоль/ч, начальное молярное соотношение С2Н4: СО: Н2 =1:1:1, степень конверсии этилена равна 0,85 при выходе пропионового альдегида 0,95.
Вариант 6 При гетерогенно-каталитическом дегидрировании циклогексанола протекают следующие реакции:
С6Н11ОН → С6Н10О + Н2
С6Н11ОН + Н2→ С6Н12+ Н2О
Провести материальный расчет процесса для условий: начальный молярный поток циклогексанола 150 кмоль/ч, степень конверсии спирта 90 %, селективность образования циклогексана равна 95 %.
Вариант 7 При гидродеалкилировании толуола протекают следующие реакции:
С6Н5-СН3 + Н2→ С6Н6 + СН4
2С6Н6→ С6Н5-С6Н5 + Н2
Провести материальный расчет процесса для условий: начальный молярный поток толуола 100 кмоль/ч, начальное молярное соотношение С6Н5СН3: Н2 = 1:5, селективность образования бензола равна 95 % при степени конверсии толуола 80 %.
Вариант 8 При окислении этилена протекают реакции:
О
/
С2Н4+0,5О2→Н2С−СН2
С2Н4+3О2→2СО2+2Н2О
Н2С - СН2 + 2,5 О2 → 2СО2+2Н2О
/
О
Требуется составить стехиометрическую матрицу, найти число независимых реакций, выбрать независимые реакции и ключевые вещества. Провести материальный расчет для условий: начальный мольный поток этилена равен 160 кмоль/ч, степень его конверсии 0,40, селективность образования этиленоксида 0,70, мольное соотношение кислорода и этилена Y=0,60. Требуется составить таблицу материального баланса.
|