Курсовая работа: Расчет химического равновесия и термодинамический анализ реакционной системы

С помощью функции «Поиск решения» программы «MicrosoftExcel» методом наименьших квадратов определено значение Т_вх = 966К .

Энтальпия реакции при данной Т_вх :

Теплота реакции определяется величиной энтальпии реакции, массового расхода реагента, степенью конверсии реагента.

Рассмотрим, когда степень конверсии .

,

Согласно уравнению теплового баланса:

Здесь: ,

- определено для Т_вых из логарифмического полиномиального уравнения с помощью функции «Поиск решения» программы «MicrosoftExcel»;

,

- определено для Т_вых из логарифмического полиномиального уравнения для С_р н -бутана с помощью функции «Поиск решения» программы «MicrosoftExcel»;

,

- определено для Т_вых из логарифмического полиномиального уравнения для С_р бутена с помощью функции «Поиск решения» программы «MicrosoftExcel»;

- определено для Т_вых из логарифмического полиномиального уравнения с помощью функции «Поиск решения» программы «MicrosoftExcel»;

,

С помощью функции «Поиск решения» программы «MicrosoftExcel» методом наименьших квадратов определено значение Т_вых = 931К .

Аналогично определяем значения Т_вых для различных значений степени конверсии. Полученные значения представлены в таблице 3.

Таблица 3

α	Твых
0,1	34
0,2	45
0,4	66
0,6	88

Графическая зависимость перепада температур на входе и выходе от степени конверсии представлена на рисунке 3.

Рис. 3. Зависимость адиабатического перепада температур от степени конверсии

Выводы

Как видно, характерной особенностью процесса является линейное увеличение адиабатического перепада температур в зоне реактора при увеличении степени конверсии исходного вещества. Это обуславливает некоторые технологические особенности промышленного процесса дегидрирования н- бутана.

Реактор процесса дегидрирования представляет собой колонну, снабженную провальными тарелками. Реакционная смесь подается вниз колонны и пары поднимаются через тарелки, проходя слой катализатора. При этом, как ясно видно из результатов расчетов, реакционная смесь охлаждается, и процесс дегидрирования замедляется. Во избежание подобного вверх колонны подается подогретый катализатор, регенерированный в регенераторе. Более горячий катализатор контактирует с частично прореагировавшей смесью, и наоборот, чем достигается выравнивание скоростей реакции по всему объему. На регенерацию закоксованный катализатор поступает, стекая по десорберу, где его отдувают от углеводородов азотом.

Таким образом, за счет дополнительного подогрева регенерированного катализатора и подачи его вверх колонны реактора достигается выравнивание температуры процесса.

Задание №1

Выполнить полный количественный анализ процесса пиролиза изопентана с образованием метана и изобутилена.

Дать анализ зависимостей равновесной степени конверсии изопентана и состава равновесной смеси от варьируемых параметров.