Главная  Показатели химического производства 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

А 1 г- -и В 1 г- Л' R

1 АОр ~ АОравн 1 АОр

Константу равновесия [см. уравнение (2.19)] выражаем через Хр: Хр(1 - СдрХр) СдоД1-Хр)(А-Хр,з„)

В этих уравнениях Сдц - исходная концентрация этилена, равная для вариантов расчета соответственно 0,5; 0,2 и 0,1 молярной доли. После подстановки Сдц и А в эти уравнения из решения последнего (оно второго порядка относительно х ) находим: Хр = 0,08 для Л = 1, Хр = 0,17 для А = 4 и Хр = 0,35 для А = 9.

Пример 2.2-2. Для окисления хлорводорода 4НС1 -ь О2 <=> 2CI2 + Н2О используется смесь, содержащая в объемных долях, %: О2 - 32,4; НС1 - 67,6. Реакция протекает при Р= 0,1 МПа. К моменту равновесия в газе содержится 31,4% объемной доли хлора. Рассчитать равновесную степень превращения кислорода, состав равновесной смеси и значение константы равновесия.

Решение. Реакция сопровождается изменением объема или количества вещества, поэтому для расчета равновесных концентраций веществ следует воспользоваться уравнением (2.8). При известной концентрации хлора Cq = 0,314 молярной доли найдем равновесную степень превращения кислорода Хр:

С 1+С

откуда Хр = 0,42.

процесса Р = 3 МПа, константа равновесия = 0,068 МПа~, мольное соотношение Л = Н2О/С2Н4 в исходной смеси составляет 1; 4; 9.

Решение. Уравнение удобно представить в общем виде: А + В <=> R, где А - С2Н4, В - Н2О и R - С2Н5ОН. Константа равновесия реакции Ар = V(ab) или Ар =С^/(СдСвЛ. Здесь Р^, Р^, Р^, С^, Сд, -парциальные давления и концентрации в молярных долях компонентов реакции, Р - общее давление процесса. Поскольку в реакции изменяется общее количество веществ, для расчета концентраций следует использовать уравнение (2.8):



/ р2 р2 12120

= 832 МПа

Ы р /равн НСИ 02

2.2.3. Задачи

2.2-1. Вывести уравнение для расчета равновесной степени превращения реагента А по известной величине для реакции 2А <=> R.

2.2-2. Вывести уравнение для расчета равновесной степени превращения реагента А в газофазной реакции по известным значениям константы равновесия и давления Р в системе для реакции А -ь В <=> R.

2.2-3. Вывести уравнение для расчета равновесного состава компонентов реакции синтеза аммиака по известным значениям константы равновесия Кр и давления Р в системе.

2.2-4. Рассчитать константу равновесия для реакции COj -ь С <=> СО, если известно, что для углекислого газа величина AG = = -394572 Дж/моль и для монооксида углерода ACfi = -137334 Дж/моль.

2.2-5. Найти константы равновесия при температурах 500 и 2000 К для реакции

HjO + СО HjO + СО2, если AGfoo = -20,2 и AGqqq = 25,3 кДж/моль.

2.2-6. Рассчитать константу равновесия синтеза аммиака, если выход аммиака равен 0,15. Синтез проводится под давлением 310 Па. Азо-товодородная смесь поступает на синтез в соотношении 1:3.

2.2-7. Рассчитать константу равновесия синтеза хлористого водорода из водорода и хлора, если равновесная степень превращения по хлору равна 0,65. Синтез проводится под давлением 310 Па. Реакционная смесь взята в стехиометрическом соотношении.

2.2-8. Рассчитать константу равновесия и равновесные концентрации окисления диоксида серы на ванадиевом катализаторе, если кислоро-

Равновесные концентрации остальных компонентов определим аналогично: Cq = 0,22, Cq = 0,152 и Cjjo 0,314. Константу равновесия найдем по уравнению (2.19):



да в смеси находится в 2 раза больше, чем требуется по стехиометрии. Степень превращения диоксида серы равна 0,99. Процесс проводится под атмосферным давлением. Исходная концентрация SO2 составляет 10% объемных долей.

2.2-9. Рассчитать константу равновесия и равновесные концентрации реакции восстановления диоксида углерода на графите, если степень превращения диоксида углерода равна 0,96. Процесс проводится под атмосферным давлением.

2.2-10. Константа равновесия реакции

СН3С00Н + С2Н5ОН о СН3С00С2Н5 + яр

равна четырем. Рассчитать равновесный состав реакционной смеси, если для реакции взяты 1 моль кислоты и 1,5 моль спирта.

2.2-II. Рассчитать константу равновесия при температуре 573 К, равновесную степень превращения и равновесный состав смеси для жидкофазной реакции

А + В <=> 2R,

если АЯ§7з = -24,5 кДж/моль,

А^уз = -58 кДж/(кмоль-фад), Сдц = 2 кмоль/м^,

Cgo = 2 моль/м^, Cjo О-

2.2-12. Определить равновесную степень превращения реагента А и производительность по продукту R для реакции 2А <=> R + S, протекающей в газовой фазе, если константа равновесия А'(= 0,36, температура проведения реакции Т= 400 К, парциальное давление компонента в исходной смеси Pq = 0,1 МПа, объемный расход через реактор 2 mVc, выход по продукту = 0,9.

2.2-13. Определить константу равновесия, равновесную степень превращения компонента А и состав равновесной реакционной смеси для реакции

А -ь 2В <=> 3R,

если AG§73112 кДж/моль, Сдц = 1 кмоль/м^, Сво = 2 кмоль/мЗ, Т= 373 К.

2.2-14. В газовой фазе протекает реакция А < 2R. Вычислить равновесную степень превращения компонента А при давлении Р=5 МПа, если Ар = 2,05 МПа-.



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов