химический каталог




Математические методы в химической технике

Автор Л.М.Батунер М.Е.Позин

ол. Паровое про» странство над бензолом имеет объем У0 = 250 ма; оно сообщается с внешней атмосферой с помощью трубы. Максимальная и минимальная суточные температуры составляют 37,8 и 10° С. Барометрическое . давление 760 мм рт. ст.

Требуется оценить максимально возможные потери бензола в сутки.

1,781

(24)

Парциальное давление бензола может быть найдено из формулы:

lgP = 7,962 —

где Р выражено в мм рт. ст., а Т— в °К.

Потеря бензола имеет место в то время, когда бензольно-воздушная смесь в паровом пространстве воспринимает тепло из окружающей среды и, расширяясь, выходит через трубу в атмосферу. При понижении температуры свежий воздух засасывается в паровое пространство и снова вытесняется уже в смеси с некоторым количеством бензола при последующем повышении температуры.

В случае отсутствия какого-либо внутреннего источника тепла максимальная потеря бензола будет иметь место нри полном насыщении воздуха, находящегося над жидким бензолом, парами бензола при температуре окружающей среды.

Потеря бензола обусловливается двумя процессами, протекающими одновременно, причем каждый из них вызывает увеличение объема паро-воздушной смеси над бензолом. Первый процесс возникает в силу того, что присутствующая паро-воздушная смесь подвергается простому термическому расширению; при этом увеличение объема будет:

in[i__Ј_(p+a)]=_i(p+a: (р м)

1—— (р + а) = е

р + а

Обозначив

(р + а) =

и решая последнее уравнение относительно с, получим окончательно следующее выражение для концентрации с извлекаемого вещества по длине аппарата:

180

Второй процесс заключается в увеличении концентрации содержания бензола в паро-воздупшой смеси с ростом температуры, согласно формуле (2\).

Обозначим через у мольную долюбензола в паровом пространстве. Тогда его объем, отнесенный к общему давлению, составит yV0. При изменении состава паро-воздушной смеси вследствие увеличения давления пара бензола при повышении температуры количество испарившегося бензола dVy будет равно:

d(yV<,) = V<,dy

(25} 181

Следовательно

dV = dV +

равна

760

Изменение объема жидкости пренебрежимо мало по сравнению с общим объемом паро-воздушного пространства, поэтому величина V„ может быть принята постоянной. Мольная доля бензола у

где Р — парциальное давление бензола при Т и

760

Для определения потери бензола необходимо установить количество бензола, соответствующее объему dV. Это соотношение вытекает непосредственно из газовых законов:

PdV RT

где dN — количество киломолей бензола, уносимого с dV м3 воздуха, насыщенного парами бензола. Так как

Л = 850 кГ' м/кмолъ ? град

dN :

то

Р

> 0,0012 --dV

dN:

= о,з(

(26)

Подставляем в это уравнение dV из (25), заменив V0 его значением 250 м3:

Р dT _|_ Р dP

Га 1 760Г /

Из приведенного выше соотношения (24) между Р и Т находим:

/ 1,781 \

2,3 (7,982 '-= )

(27)

1ПР 2,3

Определяя отсюда -у- . получим:

7,962 —

1,781

2,з(7,982--) dT-V = 0,3

После подстановки этих значений в уравнение (26) имеем:

У2 "Г" 760 ? 1,781

(7,962-iff),,]

1.781 Т

0,3

Интегрирование последнего уравнения в пределах от Тх = 283 до Га = 310,8° К при соответствующих значениях для Р, получаемых из уравнения (27), дает:

2,3-1,781

з (7,91

N=[PL-РЦ

760 ? 1,781 • 2,3 L V 2 4 } JP,

Г1--8З

0,3 ? 7,962

760 • 1,781 ? 2

182

После подстановки пределов получим: Л' —0,0268 кмоль

Так как молекулярная масса бензола 78, то максимальная потеря бензола в сутки равна 0,0268-78 = 2,1 кг.

§ 10. ОБЩИЕ УРАВНЕНИЯ ДЛЯ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ В ГОМОГЕННОЙ СРЕДЕ

Рассмотрим необратимую реакцию в общем виде:

аА+ЬВ+сС —> dD + eE + fF

(28)

где а, Ь, с — стехиометрические количества молей взаимодействующих веществ А, В а С.

Пусть NA представляет число молей А, имеющихся в момент т;

dN.

тогда ?

dx

выражает число молей А, вступающих в реакцию в единицу времени. С увеличением т величина N А уменьшается, следоINA г, DNA

вательно, производная отрицательна. Эта производная ? ,

очевидно, пропорциональна присутствующему числу молей вещества А, т. е. пропорциональна NAУравнение (28) может быть написано и в таком виде:

А±(а — 1) А + ЬВ+сС —> dD+eE + fF

Следовательно, дифференциальное уравнение, определяющее скорость превращения вещества А при постоянной температуре, примет вид:

dN.A-KNC (29>

где С — концентрация в молях на единицу объема.

Уравнение (29) представляет собой общее уравнение скорости реакции в гомогенных системах.

Если начальные количества вступающих во взаимодействие веществ известны, то с помощью уравнений для материальных балансов и стехиометрических соотношений представляется возможным выразить все концентрации в виде функции от NA. Тогда переменные NA и Т вместе с их дифференциалами могут быть сгруппированы так, что уравнение (29) оказывается возможным проинтегрировать.

В случае адиабатной реакции температура взаимодействующих веществ будет изменяться и К, являясь функцией температуры, становится переменной величиной. Зная теплоемкость в

страница 49
< К СПИСКУ КНИГ > 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 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215

Скачать книгу "Математические методы в химической технике" ()


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
согласование регистрация наружной рекламы
круглый стол недорогой
щит управления приточной установкой
днт продажа домов

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.01.2017)