Получение изопропанола

NC=

Вывод

: Расчет константы равновесия и равновесного состава показал, что к моменту равновесия израсходовалась много воды по сравнению с пропеном и следует повысить ее концентрацию.

6. Эмпирические методы расчета тепловых эффектов

При отсутствии справочных значении термодинамических функции для их нахождения используются эмпирические методы. В настоящее время известно большое количество методов расчетов термодинамических функции. Эти методы являются приближенными, они могут распространяться лишь на отдельные классы соединении, в определенном интервале параметров и т. д. Каждый из методов характеризуется своей погрешностью, иногда очень большой по сравнению с величиной, найденной экспериментально, поэтому к эмпирическим методам прибегают при отсутствии информационной базы.

Из данных для расчета материального баланса выбрать органические вещества и рассчитать ΔH0298,сгор по Коновалову и по Карашу. Для всех органических веществ рассчитать ΔH0298,обр по энергиям связи.

6.1 Расчет теплоты сгорания веществ по уравнению Коновалова

ΔHсгор=-(204,2n+44,4m+∑xi)

C3H6

C3H6+4.5O2=3CO2+H2O

ΔHсгор=-(204,2ּ9+44,4ּ3+87386)=-2058.86 кДж/моль

∆=%=0,016%

C3H8O

C3H8O +4,5O2=3CO2+4H2O

ΔHсгор =-(204,2ּ9+44,4ּ3+50.21)=-2021.21 кДж/моль

6.2 Расчет теплоты сгорания веществ по уравнению Караша

ΔHсгор=-26,05ּ(4C+H-P)+∑kiּ∆i

C3H6

ΔHсгор=-26,05ּ(4ּ3-2)=208.4 кДж/моль

C3H8O

ΔHсгор=-26,05ּ(4ּ3+8-2)+1(-13ּ4.18)=-523.24 кДж/моль

∆=%=71.8%

6.3 Расчет теплоты образования веществ по энергиям связи

ΔHобр=νiּεi+niּQi―νjּεj

C3H6

3C+3H2 = C3H6

ΔHобр=3Qвозг+3εH-H-(εC-C+6εC-H + εC=C )=3ּ 103.2ּ 4.18+3ּ 125ּ 4.18-(6ּ 4.18 85.6+62.8ּ 4.18+101.2ּ 4.18)=29.26 кДж/моль

∆=%=43.4%

C3H8O

3C+4H2 +1/2O2= C3H8O

ΔHобр= 1/2εC=C +3Qвозг+4εH-H-(2εC=C+7εC-H+εC-O +εO-H )=1/2 ּ117.2 ּ4.18+3 ּ 125 4.18+4 ּ 103.2 ּ 4.18-(2 ּ 4.18 ּ 62.8+7 ּ 85.6 ּ 4.18+75 ּ4.18+110 ּ 4.18)=-265.012 кДж/моль

∆=%=2.9%

Вывод

: Таким образом в ходе расчетов установили, что теплота сгорания, расчитанная по уравнению Коновалова очень близка к табличному значению, следовательно данный метод расчета применим для данной реакции, а по уравнению Караша и расчеты по энэргиям связи дают большую погрешность и не применимы для реакции.

Выводы

Расчет практического материального баланса показал, что для получения 775,2 кг/ч целевого продукта(изопропанол) необходимо взять 752,64 кг/ч пропена и 967,68 кг/ч воды. Расчет показал, что закон сохранения масс выполняется.

Т.О.в ходе проведенных расчетов установлено, что для поддержания заданной температуры реакции необходимо подводить теплоту в количестве 588285,985 кДж/ч процент подводимого тепла невысокий (23,86%) отсюда для данного процесса температура выбрана оптимально. В ходе проведенных термодинамических расчетов установили, что данная химическая реакция в данном интервале температур (от 353 до 553 К) имеет H<0, следовательно реакция является экзоотермической.

В ходе химической реакции происходит уменьшение энтропии (S<0), следовательно тепловое (хаотичное) движение молекул уменьшается

Изменение изобарно-изотермического потенциала от 353 К до 553 К положительное, следовательно при заданном интервале реакция протекает самопроизвольно. С ростом температуры G увеличиваетсяся, значит реакцию следует проводить при пониженных температурах.

Расчет константы равновесия и равновесного состава показал, что к моменту равновесия израсходовалась много воды по сравнению с пропеном и следует повысить ее концентрацию.

Таким образом в ходе расчетов установили, что теплота сгорания, расчитанная по уравнению Коновалова очень близка к табличному значению, следовательно данный метод расчета применим для данной реакции, а по уравнению Караша и расчеты по энэргиям связи дают большую погрешность и не применимы для реакции.