- •Основы химической технологии Лабораторный практикум Москва 2013
- •Раздел 1 Основные понятия и технологические критерии эффективности химико-технологических процессов
- •1.1. Классификация химико-технологических процессов.
- •1.2. Основные технологические критерии эффективности
- •1.2.1 Степень превращения (степень конверсии) реагента (х) – это отношение количества превращенного реагента к введенному в реакционную систему количеству этого реагента.
- •1.2.2 Выходом продукта по данному реагенту называют отношение количества реагента, превратившегося в данный продукт, к количеству этого реагента, введенного в систему.
- •1.2.7. Материальный баланс хтп.
- •1.3. Технологические параметры хтп
- •1.3.1. Время пребывания исходных веществ в реакционной зоне.
- •Раздел 2 Технология неорганических веществ
- •2.1. Каталитическое окисление аммиака
- •2.1.2. Введение
- •2.1.3. Теоретические основы процесса Химия процесса и равновесие.
- •Кинетика процесса.
- •2.1.4. Выбор оптимального технологического режима.
- •2.1.5. Схема лабораторной установки
- •2.1.6. Порядок проведения опыта
- •1. Подготовка колб для отбора газовых проб.
- •2. Техника проведения эксперимента.
- •Экспериментальные и расчетные данные
- •Контроль процесса
- •Анализ газовых фаз
- •Технологические расчеты
- •2.1.7. Задание
- •2.1.8. Техника безопасности
- •Материальный баланс контактного аппарата для окисления аммиака
- •Библиографический список
- •2.2. Электрохимическое получение гидроксида натрия, хлора и водорода диафрагменным методом
- •2.2.2. Введение
- •2.2.3. Теоретические основы процесса
- •Электродные реакции и термодинамика процесса электролиза водного раствора хлорида натрия в диафрагменной ванне.
- •Электродные реакции и потенциалы разряда ионов
- •Кинетика электродных процессов.
- •Выход по току
- •Удельный расход электроэнергии
- •Коэффициент использования электроэнергии
- •Конверсия сырья
- •2.2.4. Выбор оптимального технологического режима
- •Состав электролита
- •Материал электродов
- •Диафрагма
- •2.2.5. Экспериментальная часть
- •Исходные данные
- •Предварительные расчеты
- •Порядок выполнения работы
- •Экспериментальные данные
- •Контроль процесса Определение концентрации щелочи в католите.
- •1. В связи с техническими сложностями измерения объема подаваемого электролита и анализа всех продуктов при расчёте материального баланса делаем следующие допущения:
- •2. Последовательность расчета материального баланса
- •Материальный баланс процесса электролиза
- •Расчет технологических показателей
- •Технологические показатели процесса электролиза
- •2.2.6. Задание
- •2.2.5.Техника безопасности
- •Библиографический список
- •2.3. Контактное окисление оксида серы (IV)
- •2.3.2.Введение
- •2.3.3. Теоретические основы процесса
- •2.3.4. Выбор технологического режима.
- •Зависимость равновесного выхода η* от состава исходной газовой смеси
- •Зависимость равновесного выхода от температуры при различном давлении
- •2.3.5. Расчетная часть Исходные данные
- •2.3.6. Расчет материального баланса.
- •Показатели процесса окисления оксида серы (IV)
- •2.3.7. Задание
- •Приложение Расчёт степени превращения so2 в so3 (степени контактирования)
- •Библиографический список
- •Раздел 3
- •3.1.3. Теоретические основы процесса.
- •Снон(адс) сн2о (газ)
- •3.1.5. Описание лабораторной установки
- •3.1.6. Предварительные расчеты
- •3.1.7. Порядок проведения опыта
- •Исходные и экспериментальные данные
- •Технологические параметры и критерии процесса
- •Экспериментальные данные
- •3.1.8. Контроль процесса
- •3.1.9. Расчет материального баланса контактного аппарата.
- •Материальный баланс контактного аппарата для получения формальдегида.
- •3.1.10. Задание
- •3.2.3. Теоретические основы процесса
- •3.2.5. Описание лабораторной установки.
- •3.2.6. Порядок проведения опыта.
- •Исходные и экспериментальные данные
- •Объем спирта, поступившего в реактор _____мл
- •Контроль процесса
- •Экспериментальные результаты опыта.
- •Данные хроматографического анализа контактного газа
- •3.2.7. Расчет материального баланса реактора
- •Материальный баланс реактора синтеза бутадиена.
- •3.2.8. Задание
- •3.3.3. Теоретические основы процесса
- •Усредненные энергии связей
- •Механизм превращения углеводородов в процессе пиролиза
- •3.3.4. Выбор оптимального технологического режима
- •3.3.5. Описание лабораторной установки
- •3.3.6. Порядок проведения опыта
- •Исходные и экспериментальные данные
- •Экспериментальные данные проведения опыта
- •3.3.7. Расчет материального баланса пиролиза
- •Материальный баланс реактора пиролиза керосиновой фракции.
- •3.3.8. Задание
- •Библиографический список.
- •Раздел 4 Приложение
- •4.1. Хроматографический анализ
- •Характеристики хроматографических пиков
- •Прикладной катализ Химия и технология гомогенного катализа
3.1.9. Расчет материального баланса контактного аппарата.
Расчет приближенного материального баланса может быть выполнен с достаточной степенью точности с учетом основных (3.1.1) и (3.1.2) и имеющих более существенное значение, чем остальные, побочных реакций (3.1.3), (3.1.6).
В графу «Приход» (табл.3.1.2) вносят определенные на основании экспериментальных данных количества абсолютного метанола, воды, введенной со спиртом, кислорода и азота воздуха. Массу абсолютного спирта и воды рассчитывают по объему поступившего в испаритель спирта, его плотности и концентрации в % масс. Зная объем поступившего в контактный аппарат воздуха при нормальных условиях и, следовательно, объем кислорода и азота (21% и 79% объем.), плотность кислорода и азота (отношение соответствующей молекулярной массы к объему одного моля), находят массы кислорода и азота.
В графу «Расход» вносят количества получившихся формальдегида, реакционной воды, азота, непрореагировавшего кислорода и газообразных продуктов синтеза, непрореагировавшего метанола и воды, поступившей в аппарат вместе со спиртом.
Массу получившегося формальдегида определяют титрованием. Для распределения формальдегида по двум реакциям (3.1.1 и 3.1.2) рассчитывают количество водорода, образовавшееся по реакции (3.1.2). Для этого определяют объем получившегося водорода, зная приведенный к нормальным условиям объем контактного газа и концентрацию в нем водорода (хроматографический анализ). Из рассчитанного объема водорода вычитают объем водорода, получившегося по реакции (3.1.6). Его объем равен объему образовавшегося оксида углерода (II).
Используя объем контактного газа и концентрацию в нем оксида углерода (IV), рассчитывают количество получившегося оксида углерода (IV). Непрореагировавший кислород определяют по разности между поданным количеством О2 и его количеством, прореагировавшим по реакциям (3.1.1) и (3.1.3).
Количество непрореагировавшего метанола находят по разности между количеством поданного и прореагировавшего по реакциям (3.1.1), (3.1.2), (3.1.3) и (3.1.6) (на образование формальдегида, разложившегося по реакции (3.1.6), тоже потратился метанол).
Массу реакционной воды рассчитывают на основе реакций (3.1.1) и (3.1.3), зная количество формальдегида, образовавшееся по реакции окисления (3.1.1) и количество оксида углерода(IV). Массу воды, введенной со спиртом, также как объем и массу азота, переносят из графы «Приход». При расчете массовых процентов в графе «Расход» за 100% принимают массу поступивших в контактный аппарат реагентов. Разница между суммой введенных и полученных веществ составляет невязку баланса.
Таблица 3.1.2
Материальный баланс контактного аппарата для получения формальдегида.
Базис расчета_______
|
Приход |
Расход |
|||||||
|
Наименование |
л (н.у.) |
г |
% масс. |
Наименование |
л (н.у) |
г |
% масс. |
|
|
СН3ОН Н2О Воздух: кислород азот |
|
|
|
СН2О: окислением дегидрированием Н2О: реакционная введенная с СН3ОН СН3ОН Газ: N2 СО2 О2 Н2 СО Невязка баланса |
|
|
|
|
|
Всего |
|
|
100 |
Всего |
|
|
100 |
|
Материальный баланс носит приближенный характер, поскольку не учитываются другие побочные продукты (НСООН, НСООСН3) и есть определенная погрешность эксперимента. О степени приближенности материального баланса судят по величине невязки, а также по частным балансам (по углероду, по кислороду и т.д.).