Равновесие достижение

При испарении жидкости в замкнутом сосуде одновременно идет противоположный испарению процесс конденсации. Чем выше давление паров над жидкостью, тем интенсивнее процесс конденсации. При достижении некоторого давления наступает динамическое равновесие число молекул, покидающих поверхность жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость. Такое давление называется давлением насыщенного пара. Оно сильно зависит от температуры (рис. 6). Как видно из приведенного графика, давление насыщенных паров топлив более значительно меняется при высоких температурах. [c.23]

Каким образом катализатор может влиять на химическую реакцию Если принять, что катализатор в заметной степени при реакции не расходуется, то термодинамически можно показать, что его роль в реакции не заключается в изменении точки равновесия, а сводится к ускорению достижения равновесия. Однако в большинстве химических систем имеются метастабильные состояния, обладающие свободной энергией, промежуточной между свободной энергией реагирующих веществ и состоянием равновесия. Мы можем приписать специфичность катализатора его свойству увеличивать скорость достижения одного из таких промежуточных состояний, а не общему ускорению в направлении достижения состояния с наименьшей энергией. Так как катализатор влияет на скорость реакции и не влияет на состояние равновесия, невозможно дать общее кинетическое описание поведения катализаторов. Болес полно проанализировать поведение катализатора можно, только зная конкретный механизм, по которому протекает данная реакция. Однако целесообразно провести классификацию катализаторов по строению и связанному с ним действию катализаторов на тип реакций, протекающих по данному механизму. Для твердых тел обычно принимают следующую классификацию [c.531]

Реальная контактная ступень, для которой покидающие ее паровой и жидкий потоки находятся в равновесии, имела бы с этой точки зрения 100%-ную эффективность. Данное условие предполагает идеальное перемешивание жидкости на тарелке, обеспечивающее установление но всей ее поверхности некоторого среднего состава флегмы, равновесной поднимающемуся паровому потоку. Вместе с тем самопроизвольный процесс установления равновесия между контактирующими фазами протекает во времени, а не мгновенно, и поэтому в самом понятии теоретической ступени содержится еще и предположение о том, что обеспечивается время, необходимое для достижения равновесия. Этим идеализированным предельным условиям не отвечает практическая тарелка, работающая в реальной производственной обстановке. Во-первых, она характеризуется известным градиентом состава жидкости по всей своей поверхности и стекающая с нее флегма не имеет [c.207]

Графически соотношение между dQ dx и dq dx при разных давлениях показано на рис. 3.13. Из этих соотношений можно определить критические условия теплового взрыва. Если при постоянном значении То изменять начальное давление реагирующего газа, то изменение dQ/dx и dq dx происходит так, как показано на рис. 3.13, а. При изменении dQ dx по кривой 1 скорость тепловыделения будет возрастать до достижения температуры Г/. Выше этой температуры скорость теплоотдачи превышает скорость тепловыделения и рост температуры смеси прекратится. Если dQ/dx изменяется по кривой 3, то количество выделившегося тепла будет превышать количество тепла, отведенного стенками. Смесь будет непрерывно разогреваться и, в свою очередь, повышать скорость реакции. В результате произойдет самовоспламенение смеси. При изменении dQ dx по кривой 2 температура будет возрастать до Гь В точке касания кривой dQ dx и прямой dq dx наблюдается равенство скоростей тепловыделения и теплоотвода. Система находится в неустойчивом равновесии. Незначительное повышение температуры в точке Ту приведет к самопроизвольному воспламенению смеси. Температура Ти таким образом, является температурой самовоспламенения смеси. [c.129]

При рассмотрении диаграмм равновесия однородных в жидкой фазе азеотропов было установлено, что в некоторых случаях равновесная температура кипения жидкого раствора компонентов, характеризующихся при обычных температурах свойством частичной растворимости, может оказаться выше их критической температуры растворения. Тогда система приобретает свойства положительного азеотропа, однородного в жидкой фазе, с минимумом точки кипения (см. фиг. 15). С другой стороны, там же указывалось, что при фракционировке подобного, однородного в жидкой фазе азеотропа, независимо от начального состава а исходной смеси, продуктами разделения будут либо один, либо другой компонент системы в практически чистом виде и азеотроп состава или пар, близко подходящий к нему по составу. При этом азеотроп обязательно будет верхним продуктом колонны, так как он кипит при более низкой температуре, чем оба компонента системы. Превзойти наверху колонны состав у азеотропа не представляется возможным, ибо, как известно, составы жидкости и пара в азеотропической смеси равны и неизменны, температура ее выкипания и конденсации постоянна и поэтому при достижении этой точки ректифицирующая работа колонны сейчас же прекращается. [c.133]

Количество насыщенного водяного пара, определяемое по уравнению (11.40), необходимо для обеспечения суммарного давления паров равновесной системы, отвечающей данной температуре. В реальных условиях процесс перегонки ведется с конечной скоростью и поэтому жидкая и паровая фазы фактически не имеют достаточного времени для достижения полного равновесия. Если при этом учесть еще хотя и небольшую, но все же имеющуюся взаимную растворимость отгоняемого компонента с водой, а также и сопротивления массопередаче и теплопередаче в реальном процессе, то будет ясно, что парциальные давления компонентов в жидкой фазе будут несколько меньше, чем соответствующие теоретические значения. Эта особенность процесса учитывается обычно введением некоторого поправочного коэффициента насыщения В, приближенно определяемого выражением [c.79]

Если вести процесс так, чтобы скорость обмена была достаточно высокой, т. е. переходная зона находилась бы как можно ближе к равновесному состоянию, то работа ионообменной колонки однозначно может определяться ионообменным равновесием. Достижению последнего способствуют малые размеры зерен ионита, низкая скорость протекания раствора, повышенная температура. В общем случае при полном описании работы ионообменной колонки нужно учитывать кинетику ионообменного процесса и продольную диффузию (диффузия в направлении оси колонки). Разработка теории процессов в проточных колонках— достаточно сложная задача, и в настоящее время имеются только приближенные методы расчета работы ионита в динамических условиях. [c.685]

Концентрации, устанавливающиеся в системе после достижения равновесия, зависят от соотношения количеств введенных исходных веществ. Концентрации продуктов имеют такие значения, что для каждой реакции в рассматриваемой системе сохраняется состояние равновесия, т. е. остаются постоянными равновесные значения констант для всех возможных реакций между исходными веществами, полупродуктами и конечными продуктами. В этом случае расчет состава смеси реагентов при равновесии основан на решении системы уравнений для Кр отдельных реакций. Часто некоторые из этих констант не зависят от других, что облегчает расчет. [c.162]

С точки зрения термодинамики для достижения максимальной конверсии нужно работать нри таком давлении, которое лишь незначительно ниже точки насыщения. Если это условие выполнено, температуру можно варьировать в широком диапазоне, так как она относительно мало влияет па состояние равновесия. [c.61]

Уравнение (2.28) основано на предположении, что порядок реакции п остается постоянным вплоть до достижения равновесия, что является, по-видимому, приближением, но то же самое приближение было безоговорочно сделано в разделе 2.5 и принимается в практике расчетов. Никаких особых проблем не возникает в случае необратимой реакции, для которой с = 0. [c.39]

При однократной перегонке жидкость (нефть) нагревается до заданной температуры, образовавшиеся и достигшие равновесия пары однократно отделяются от жидкой фазы — остатка. Этот способ, по сравнению с перегонкой с постепенным испарением, обеспечивает при одинаковых температуре и давлении большую долю отгона. Это важное его достоинство используют в практике нефтеперегонки для достижения максимального отбора паров при ограниченной температуре нагрева во избежание крекинга нефти. [c.160]

Аналогично из точки с абсциссой Хт=0,555, лежащей на прямой концентраций отгонной секции, в промежуток между кривой равновесия и оперативной линией последовательно вписываются наклонные и вертикальные ступени до достижения точки (хд, 0). И здесь наклонные линии имеют угловой коэффициент, равный —5. [c.205]

В процессе экстракции растворенное в жидкой фазе вещество распределяется между исходной фазой и экстрагентом до достижения состояния равновесия. В общем случае состояние равновесия фаз при экстракции характеризуется законом равновесного распределения [c.98]

Правило фаз ничего не говорит о том, какие получаются фазы при достижении равновесия, и фиксирует лишь число фаз, отвечающее данному числу степеней свободы прн заданном числе компонентов системы и наоборот. [c.8]

Пусть к концу частичного однократного испарения начальной смеси при температуре I весовая доля отгона равна е. В момент достижения равновесия вес паров будет равен 1е и вес жидкого остатка Ц1—е). Из уравнения материального баланса по компоненту да, играющему роль низкокипящего компонента, можно вывести соотношение, выражающее весовую долю отгона е в функции составов равновесных фаз и начального состава системы [c.44]

Расчет степени превращения по термодинамическим данным, описанный в разделе VI, позволяет определить максимально возможный выход, не давая, однако, никакой информации о скорости процесса. Такие термодинамические расчеты относятся к условиям равновесия, когда результирующая скорость равна нулю. Теоретически достижение равновесия невозможно в конечное время проведения процесса, и степень превращения всегда несколько ниже, чем при равновесии. Чтобы промышленный процесс был экономичен, время его проведения должно быть ограничено. Чем оно короче, тем большее количество исходных веществ может быть переработано установкой или тем меньшие размеры должно иметь оборудование, предназначенное для получения заданного количества продукта. Из этого следует, что для окончательного выбора химической концепции метода необходимо знать зависимость скорости реакции от параметров проведения процесса, т. е. кинетику процесса. [c.203]

Эффективность работы установок НТС при совершенном оборудовании и достижении состояния равновесия зависит от давления в низкотемпературном сепараторе, температуры и со--става исходной смеси. [c.154]

В этих условиях наблюдались следующие реакции гидрогенолиз пентана с образованием метана, этана и бутана, изомеризация в изопентан и Сз-дегидроциклизация с образованием циклопентана. Влияние времени контакта на протекание реакций по названным направлениям представлено на рис. 13. Для циклизации наблюдается насыщение, что авторы объясняют достижением равновесия реакции изомеризации и гидрогенолиза не лимитируются равновесием. Показано, что увеличение температуры прогрева катализатора выще 200 °С ведет к уменьщению удельной поверхности металла, а прокаливание его при 700°С вызывает рост кристаллитов (от 0,7 до 15,0 нм). При обработке катализатора кислородом частицы металла подвергались поверхностному окислению и мигрировали по поверхности носителя, образуя крупные кристаллиты. Изменение дисперсности металла сильно влияло на скорость гидрогенолиза ( 1). Скорость изомеризации (Уг) гораздо меньше зависела от дисперсности металла и в определенном интервале мало снижалась при увеличении размера кристаллитов. Соответственно, отношение скоростей зависит от размера кри- [c.93]

Элемент процесса мы будем называть единицей равновесия, если выходящие из него фазы находятся в термодинамическом равновесии. Для термодинамического равновесия таких фаз должно соблюдаться следующее условие размеры элемента процесса должны быть достаточными для достижения равновесия на входе. Поэтому геометрические размеры элемента процесса в числе данных, описывающих элемент процесса, излишни. [c.38]

Состояние равновесия представляет собой внешний предел отношений предмета труда и средств труда. Если степень превращения, которая достигается в одном простом элементе процесса, еще не соответствует требуемому превращению предмета труда в желаемый продукт, то предмет труда следует перевести в следующий элемент процесса с другими условиями равновесия и т. д. Для достижения поставленной цели потребуется использовать ряд простых элементов процесса. Чтобы разработать общую теорию процесса, надо предварительно рассмотреть условия равновесия в его простом элементе. [c.122]

Следовательно, при достижении равновесия на 80% выход N0 будет равен [c.205]

Допустим, что скорость образования промежуточного соединения в обратимой реакции (VI 1-98) значительно меньше скорости распада этого соединения в реакции (УП1-99), тогда предположение о достижении состояния равновесия в реакции (У1П-98) образования соединения АХ неприемлемо.-В этом случае для описания хода каталитической реакции используется принцип квази-стационарного состояния. Поскольку концентрация промежуточного соединения невелика по сравнению с концентрациями исходного вещества и продукта реакции, можно предположить, согласно указанному принципу, что скорость изменения концентрации этого соединения равна нулю. Тогда [c.228]

Выход реакции обычно значительно ниже теоретического (найденного стехиометрическим расчетом) по следующим причинам 1) обычно перед достижением состояния равновесия реакция получения целевого продукта прерывается (разность скоростей прямой и обратной реакций очень мала) 2) главной реакции часто сопутствуют побочные, приводящие к увеличению расхода исходных веществ 3) в технологическом процессе существуют различные потери, не учтенные в теоретическом расчете. Если влияние этих факторов известно (по работе какой-нибудь промышленной установки), то теоретический расчет можно скорректировать, умножив результат вычислений на определенный в практических условиях коэффициент (меньше единицы). [c.102]

Достижение равновесия 502С12 502+ СЬ ускоряется не только твердыми катализаторами, ш и многочисленными органическими веществами. [c.185]

Если п(1Ложение нулевой точки весов (/о) ранно 10,5, то для достижения ранно-весия нужно сместить точку равновесия из положения ее при недогрузке на [c.29]

Опираясь на вычисленные отношения термодинамического равновесия для различных гексеновых изомеров в области от 300 до 1000 К (рис. 50), Баас и сотрудники показали, что для достижения максимальной конверсии 2-метилпентена-1 в 2-метилпентен-2 в каждый проход следует поддерживать как можно более низкую температуру. Исследования Эммета (105] подтвердили, что подобную изомеризацию легко осуществить в мягких условиях со слабокислыми катализаторами [10] и что сдвиг двойных связей при этом проходит очень селективно. Эти результаты подтверждаются и другими авторами. Описан метод, по которому можно изомеризовать 2-метилпентеп-1 прп комнатной температуре с 50% раствором серной кислоты, получив при этом равновесную смесь 2-метилпентена-1 и 2-метилпентена-2 [107]. [c.228]

Понятие теоретической тарелки. Под теоретической тарелкой понимается часть массообменного аппарата, в которой контакт массообменивающихся фаз приводит их к состоянию равновесия. Для достижения равновесия требуется слишком больщая поверхность и продолжительность контакта, которые в реальных условиях практически недостижимы. [c.77]

Рассматриваются также следствия термодниамико-топологического анализа, которые можно использовать для составления рекомендаций о путях достижения принципиальных возможностей совмещенных процессов. В общем случае используется качественный ход линий открытых фазовых процессов и располо-жеипе концентрационных многообразий, отвечающих состоянию химического равновесия. [c.186]

Химические реакции различаются но степени протекания. Одни реакции протекают в данных условиях практически до конца, другие— в очень малой степени. Сравним степень протекания реакции синтеза паров воды из простых веществ и ее разложения на простые вещества при 2000° С и 101,3 кПа. Экспериментально установлено, что при этих условиях из исходной смеси 1 моля Нз и 0,5 молей О а в момент достижения равновесия в системе содержится 0,994 моля Н2О, 0,006 моля Н2 и 0,003моля О2. Такое же соотношение концентрации компонентов возникает при введении в сосуд 1 моля воды. Таким ( бразом, прн 2000° С и 101,3 кПа реакция синтеза паров воды протекает практически до конца, тогда как реакция разложе ния воды протекает в ничтожной степени. [c.177]

В целом сложные структурные единицы нефтяных остатков находятся в динамическом равновесии со средой и изменение размеров ядер и толщины сольватной оболочки их могу г протекать по различным законам [14]. Главными факторами, определяющими возможность существования их в остатках и, соответственно, геометрические размеры, является наличие в них структурирующихся компонентов и ассоциатов, а также степень теплового воздействия. Нефтяные остатки относятся к свободнодисперсным системам, частицы которых могут независимо друг от друга перемещаться в дисперсной среде под влиянием теплового движения или гравитационньк сил. С изменением температуры в таких дисперсных системах изменяется энергия межмолекулярного взаимодействия дисперсной фазы и дисперсионной среды. Толстая прослойка дисперсионной среды между частицами снижает структурно-механическую прочность нефтяных дисперсных систем. Утоньшение сольватного слоя на поверхности ассоциатор повышает движущую силу расслоения системы на фа ы. Размеры основных зон структурной единицы при определенных температурах различны за счет того, что часть наиболее полярных компонентов сольватного слоя может переходить в дисперсную фазу (ядро), а часть в дисперсионную среду, находящуюся в молекулярном состоянии. Таким образом, по мере повышения температурь размеры радиуса ядра и толщины сольватного слоя могут проходить через экстремальные значения [14]. Ядро, состоящее из ассоциатов, при достижении максимальных размеров может распадаться на осколки, что ведет к образованию новых частиц дисперсной фазы, вокруг которых формируется сольватный слой и по мере изменения температуры для этих частиц характерны аналогичные стадии изменения размеров ядра и толщины сольватной оболочки. При высоких температурах и большой длительности нагрева внутри ядра может зародиться новая дисперсная фаза — кристаллит, представляющий собой надмолекулярную неябратимую структуру, обычно характерную для карбенов и карбоидов [14]. [c.26]

Давление оказы — вает отрицательное ву ияние на равновесие основной реакции конверсии метана и п< этому требуется бо — лее высокая температура для достижения Рис. 9.I. Зависимости равновесной концентрации 0/1,ИНаК0В0Й степени метана при паровой конверсии метана от температуры (цифры на нижних кривых), давления и превращения углево мольного расхода водяного пара (цифры на верхних [c.156]

Весьма инетересное применение метода ГПХ нашли авторы работы [32], которые оценили, как исключаются асфальтены из пор катализатора, применяемого при каталитическом гидрообессеривании остатков. Образец катализатора с известным распределением по размерам пор, погружают в нефтяной остаток с известным содержанием асфальтенов. Объем взятой навески остатка в 3 раза превышает общий объем пор взятой навески катализатора. Катализатор с остатком вьщерживают в автоклаве при постоянной температуре в течение 4 ч до установления равновесия, перемешивая каждые 1,5 ч. Для исключения возможности окисления воздухом свободное пространство автоклава заполняется азотом. После достижения равновесия жидкость, не проникшая в поры катализатора (наружная), сливают через сетку и анализируют методом ГПХ с получением распределения по размерам молекул и частиц и определением содержания металлов (ванадия, никеля). Жидкость, проникшая в поры катализатора (внутренняя), экстрагируется из катализатора последовательно бензолом и смесью метанола и бензола (1 1). После отгонки растворителя, оставшуюся жидкость анализируют так же, как и наружную часть остатка. [c.38]

Переход вещества из одной фазы в другую в направлении достижения равновесия называется массопередачей, а процессы, связанные с массопередачей, — мгссообмен-н ы м и. [c.50]

Метод Мак-Кэба — Тиле для построения ступеней, представленный на рис. 10-17, получил широкое распространение в расчетной практике. Следует отметить, что горизонтальные и вертикальные прямые ступеней между рабочей линией и кривой равновесия не имеют физического смысла. Линии построения следуют из геометрических свойств параллелограмма. Именно параллелограмм в системе координат X — X графически представляет ступень равновесия, при этом одна диагональ, пересекающая кривую равновесия, является рабочей линией соответствующей ступени равновесия, а другая диагональ — рабочей линией каскада. Стороны параллелограмма не имеют физического содержания. Они служат только для построения точек пересечения, которые обладают физическим смыслом. Этим методом графически определяют число ступеней равновесия, которое необходимо для достижения требуемого перехода. [c.173]

В циклогексановом ряду конфигурационная изомеризация изучена особенно широко. Скорость достижения термодинамического равновесия в ряду гомологов циклогексана зависит от природы и активности катализаторов, условий проведения реакции и свойств исходных изомеров. Так, Ватерман и сотр. показали [28], что цис-и транс-, 3- и 1,4-диметилциклогексаны в присутствии катализатора Ni/кизельгур при 170—180°С и давлении водорода (7—8)-10 Па быстрее достигают термодинамического равновесия, чем 1,2-диметил-циклогексаны. Под действием скелетного никеля транс-1,2-диметил-циклогексан быстрее достигает равновесия, чем соответствующий цис-изомер. Аллинджеру с сотр. принадлежит серия работ [29—34], посвященных конформационному анализу стереоизомерных гомологов циклогексана, которые с помощью конфигурационной изомеризации в присутствии Pd-катализатора обратимо превращаются друг в друга. Состав термодинамически равновесных смесей, образующихся при этом, позволил авторам рассчитать константы равновесия, значения ряда термодинамических функций, а также энергий взаимных переходов различных конформеров. [c.76]