химический каталог




Математические методы в химической технике

Автор Л.М.Батунер М.Е.Позин

рым переменным х и у:

(fc_l)In(a.-*) = In[(l-k) |Ef+1] +с (Ю)

При т = 0 имеем х = 0, у = 0. Отсюда находим:

С = — (1—к) 1аа Подставляя это значение С в уравнение (10), получим:

(1-*) In- = 1п [(!-*>-f+l] Потенциируя, находим:

V а — х J * а—х

(11)

1—«г

Обозначим концентрацию непрореагировавшего продукта a — х через хИ, концентрацию монохлорзамещенных х—у через хн и решим последнее "уравнение относительно эгв. Мы получим формулу, позволяющую вычислить выход монохлорзамещенных по заданной концентрации непрохлорированного сырья:

•41—«г

= 0

i — k

dxH

Определим, при каком значении х функция х имеет максимум. Для этого найдем производную и приравняем ее нулю:

i-k

Отсюда определим хш:

xa = akl'k

(12) Максимальное значение хК получим, подставляя это значение х„ в формулу (11):

max хм = ак ]

Из этой формулы следует, что максимальный выход монохлор-производных зависит от соотношения констант скоростей реакций кг : fc[ = к и начальной концентрации а хлорируемого вещества.

Вычислим максимальное содержание хлорбензола в хлорированной жидкости, которое может быть достигнуто при хлорировании бензола, если известно, что соотношение констант скоростей реакций

к

13*

образования полихлоридов и хлорбензола = к = 0,118.

195

Для решения используем формулу (12). Начальная концентрация (в мол. долях) хлорируемого бензола а = 1. Следовательно

0,11В

maxхм—1-0,118 1_0'11а =0,75 мол. доли

§ 3. РАСХОД РЕАГЕНТА ПРИ МАКСИМАЛЬНОМ ВЫХОДЕ ЦЕЛЕВОГО ПРОДУКТА В СЛОЖНЫХ РЕАКЦИЯХ

Жидкий бензол подвергается хлорированию в аппарате периодического действия. При условии, что реактор снабжен мешалкой, обеспечивающей полный расход поступающего хлора, и выделяющийся из аппарата газ представляет только хлористый водород, определить количество хлора, необходимого для получения максимального выхода монохлорбензола. Процесс протекает изотермически при 55° С с отношением констант скоростей реакций

*L = 8 и > = 30

тричем klt klt к3 относятся соответственно к реакциям

СвНв4-С12 —? С6Н6С1 + НС1

СвНаС14-С12 >- СвН4С12 + НС1

С6Н4С1а4-С12 —>- СвНзС13+НС1

Примем для расчета 1 моль бензола и введем следующие переменные для определения состояния системы ко времени т:

р— мольная доля присутствующего хлора;

д— » » » бензола;

г— » » » монохлорбензола;

s— » » » дихлорбензола;

(— » » » трихлорбензола.

Тогда будем иметь

+ * = l (13)

и общий расход хлора составит:

J=r+2s + 3< (14)

Теперь примем, что объем реакционной массы V является постоянным. Таким образом, скорость реакций для бензола представляется так

V(15) а скорость образования каждого продукта будет равна:

V--k-ipq— кгрг (18)

„ ds

V--ktpr—ksps (17)

,7 di

v~dT = ksps (18)

196

Время т может быть исключено, если мы разделим уравнения (16) и (18) на уравнение (15). Следовательно

dr ktf r—Rq

Мы получили однородное дифференциальное уравнение первого порядка, которое может быть решено путем подстановки. Пусть

r = i>g

поэтому

dr dv

_ = (21)

Подстановка (20) и (21) в уравнение (19) с последующим интегрированием дает:

1л з = 1пС —у In (7i>4-8)

(22)

где С—постоянная интегрирования.

Освобождаясь от логарифмов, найдем:

Рис. V-1.

(23)

Для т = 0 имеем g~-1, г = 0 и С = 8 '*. После преобразования (23) получим:

г = 8(«,/*-«)/7 (24)

Аналогично из уравнений (15) и (17) можно показать, что

ds s г

~dq~ 240? ~"W <25*

При исключении г о использованием (24) выражение (25) приводится к дифференциальному уравнению, которое может быть решено посредством интегрирующего множителя. Мы получим:

240 -(29?—239г,/,-г-210?,/'") (26)

7 ? 29 ? 239

Для любого значения q можно определить соответствующие значения г и s из (24) и (26), а затем значение t из (13). Аналогично с помощью (14) определяется общее количество расходуемого хлора. Эти стадии расчета являются арифметическими а поэтому не приводятся детально; результаты вычислений подытожены графически на рис. V-1, где мольная доля каждого галоидизированного углеводорода изображена относительно общего количества расходуемого хлора. Количество хлора, необходимого для максимального выхода монохлорбензола в соответствии с диаграммой на рис. V-1, составляет 1 моль хлора на 1 моль загружаемого бензола.

197

§ 4. НЕПРЕРЫВНЫЙ ПРОЦЕСС ГИДРОЛИЗА ТВЕРДОГО ЖИРА В РАСПЫЛИТЕЛЬНОЙ КОЛОННЕ

Твердый жир в количестве 3660 кг/ч в смеси с 1030 кг/ч горячей воды под высоким давлением подается снизу в распылительную колонну, работающую при температуре 232° С и давлении 42,18 к/7слга. При этих же условиях температуры и давления вода в количестве 1870 кг/ч распыляется при подаче в верхнюю часть камеры и опускается вниз в виде капель через поднимающуюся вверх жирную фазу.

Глицерин образуется в жирной фазе вследствие реакции гидролиза, экстрагируется опускающейся вниз водой и, таким образом,

2530 кг/ч конечного экстракта с содержанием 12,16% глицерина непрерывно выходит снизу колонны. Одновременно 4050 кг/ч рафината, состоящего из жирной кислоты и содержащего 0,24% гл

страница 53
< 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
брелки для сигнализаций
купить fissler family line
наклейка браунстоун
настенное крепление монитора

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
(25.05.2017)