Тепловой расчет второй ступени катализа

РефератПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Так как содержание в контактном газе бензола, этилена, метана, диоксида углерода, оксида углерода, водорода и тяжелых продуктов незначительно, при расчете средней энтальпии эти компоненты не учитывают. Уравнение теплового баланса в общем виде идентично уравнению теплового баланса первой ступени катализа. Тепловой поток парогазовой смеси на входе во вторую ступень катализа: Тепловой поток… Читать ещё >

Тепловой расчет второй ступени катализа (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Цель расчета — определение температуры парогазовой смеси на выходе из реактора дегидрирования.

Уравнение теплового баланса в общем виде идентично уравнению теплового баланса первой ступени катализа. Тепловой поток парогазовой смеси на входе во вторую ступень катализа:

Ф₁ = 16,6· 2945,6 = 48 897 кВт.

Для определения количества теплоты, расходуемой на химические реакции Ф₂, рассчитывают теплоты реакций 2−3, 5−8. Теплотой реакции образования дибензилидена (реакция 4) пренебрегают; теплота реакции 1 рассчитана ранее.

Таблица 2.5.3.1 Расчет теплот реакций (в кДж/моль).


Реакция.	ДH⁰₂₉₈ = ?ДH⁰_298(кон) —? ДH⁰_298(исх)
C₆H₅—C₂H₅+ H₂ C₆H₅—CH₃ + CH₄	— 74,85 + 50 — 29,79 = -54,64.
C₆H₅—C₂H₅ C₆H₆ + C₂H₄	52,3 + 82,93 — 29,79 = 105,44.
C₂H₄ CH₄ + C.	— 74,85−52,3 = -127,15.
C + H₂O CO+H₂	— 110,53 — (-241,81) = 131,28.
CH₄ + H₂O CO+3H₂	— 110,53-(-241,81) — (-74,85) = 206,13.
CO+H₂O CO₂+H₂	— 393,51-(-241,81) — (-110,53)= -41,17.

Количество теплоты, расходуемой на химические реакции:

Ф₂ = [1000 / (2· 3600)] · (69,513· 117,57 — 13,654 · 54,64 + 8,42 · 105,44 — 8· 127,15 + 8· 131,28 + 17,87 · 206,13 — 25,611 · 41,17) = 0,139 · 10 976,566 = 1525,74 кВт.

Ориентировочное понижение температуры во второй ступени катализа:

(610−547)· 1525,74 / 1871,52 = 51 ^оС.

Температура на второй ступени катализа:

610 — 51 = 559 ^оС Для определения температуры контактного газа на выходе из реактора рассчитывают его средние энтальпии при температурах 550 и 570 ^оС, используя данные о составе газа (поток 7). Значение энтальпии водяного пара принято при давлении.

0,35· 0,8667 = 0,3 МПа.

Расчет средней энтальпии контактного газа:

Принимают, что теплопотери в окружающую среду составляют 1,5% от общего прихода теплоты:

Ф_пот = 0,015 · 48 897 = 733,46 кВт Тепловой поток контактного газа на выходе из реактора:

Ф₃ = Ф₁ — Ф₂ — Ф_пот = 48 897 — 1525,74 — 733,46 = 46 649,8 кВт Таблица 2.5.3.2.


Компонент.	щ_i, %.	T = 550+273 = 823 K.	T = 570+273 = 843 K.
h_i, кДж/моль.	щ_ih_i/100 кДж/моль.	h_i, кДж/моль.	щ_ih_i/100 кДж/моль.
C₆H₅-C₂H₅ C₆H₅-C₂H₃ C₆H₅-CH₃ H₂O. C₆H₆, C₂H₄, CH₄, CO, CO₂, H₂ и тяжелые продукты.	14,44 16,44 1,56 65,51 2,05 100,00	1294,2 1223,3 1224,3 3593,6 ——— ———	186,9 201,1 19,1 2354,2 ——— 2761,3	1348,8 1274,1 1276,6 3637,1 ——— ———	194,8 209,5 19,9 2382,7 —— 2806,9

Энтальпия контактного газа:

h_г = 46 649,8 / 16,6 = 2809,6 кДж/кг.

Температура контактного газа:

843 + (2809,6 — 2806,9)20/(2806,9 — 2761,3) = 844 К или 571 ^оС.

Определяем суммарную теплоту, расходуемую на осуществление химических реакций (на обеих ступенях катализа):

1871,52 + 1525,74 = 3397,26 кВт.

Таблица 2.5.3.3 Тепловой баланс.


Приход.	кВт.	%.	Расход.	кВт.	%.
Тепловой поток парогазовой смеси Тепловой поток водяного пара на входе в теплообменник.	49 100 41 314,25	54,3 45,7	Тепловой поток контактного газа Теплота на проведение химических реакций Тепловой поток водяного пара на выходе из теплообменника Теплопотери в окружающую среду.	46 649,8 3397,26 38 897,25 1469,94	51,6 3,8 43,0 1,6
Всего.	90 414,25.	100,00.	Всего.	90 414,25.	100,00.

Показать весь текст

Заполнить форму текущей работой

Другие работы

Третий закон термодинамики. Расчет стандартных энтропий

Успехи квантовой физики и химии показали, что достижение такого состояния невозможно из-за квантовой природы движения (запрещено соотношением неопределенностей Гейзенберга). Однако численные значения «нулевой энтропии» столь малы, что не мешают составлять таблицы абсолютных значений стандартных энтропий простых и сложных веществ 52°98 |Дж/(моль • К)] и рассчитывать изменение энтропии при…

Реферат