Реакции степень превращения максимальная

Когда в системе проходит необратимая реакция, степень превращения может изменяться в пределах 0< а< 1. В случае обратимых реакций максимальная степень превращения получается, когда система достигает состояния химического равновесия, т. е. [c.236]

В случае экзотермической реакции повышение температуры сперва приводит к увеличению степени превращения, а затем к ее уменьшению. Поэтому при данном времени реакции т степень превращения для экзотермической реакции достигает максимума (рис. ХХП-1, а). Для эндотермической реакции степень превращения возрастает с повышением температуры. Поэтому для проведения таких реакций следует принимать максимальную температуру, определяемую технологическими и иными ограничениями (стойкостью продуктов реакции и исходных веществ, экономическими соображениями и т. п.). [c.374]

Обратимая реакция. Влияние температуры на скорость протекания обратимых реакций выражается кривыми, изображенными на рис. 3 и 4. Как видно из рис. 3, для экзотер мических реакций при постоянном времени реакции степень превращения достигает максимума, а затем снижается с повышением температуры. Температура, соответствующая максимальному выходу продукта, называется оптимальной температурой. Для нахождения максимума на кривой степень превращения — температура применимы общие методы анализа таких кривых, а именно функция имеет максимум в той точке, в которой первая производная равна нулю, а вторая — отрицательна. [c.78]

Термодинамический фактор. Если протекает обратимая реакция, то непрерывное удаление продукта сдвигает равновесие в сторону большей конверсии исходных реагентов. Максимальное превращение, которого можно достигнуть в реакционном аппарате, близко к равновесному, для этого необходим реактор большого объема. В реакторе-ректификаторе при непрерывном удалении продукта протекает только прямая реакция. Степень превращения определяется также уравнением (5.61) и может быть полной даже в аппарате конечного, сравнительно небольшого объема. Конечно, реально полного разделения получить не удается, но эффект совмещения процессов весьма велик. Пример взаимодействие малеинового ангидрида с этиловым спиртом в синтезе диэтилового эфира малеиновой кислоты представлено следующими стехиометрическими уравнениями [c.325]

Аналогично при трех реакторах в каскаде Уз/1 2 = 2. Обобщая, можно сказать, что при реакциях второго порядка наивыгоднейшие условия процесса создаются тогда, когда объем каждого последующего аппарата вдвое больше объема предыдущего. В этом случае общий объем аппарата минимален, а степень превращения максимальна. [c.81]

При реакции в нрисутствии катализатора никель — окись кремния — окись алюминия получены все изомеры гексана. Данные показывают, что метилпентаны при этом получаются в наибольшей концентрации. На рис. 36 и 37 приведен выход изомеров при различных степенях превращения. Максимальные выходы 2- [c.513]

Реакция проходит в изотермических условиях, достигая степени превращения Ха = 0,6734. Эта степень превращения максимальна для данной скорости подачи исходного вещества. [c.220]

Как видно из рис. 3, для экзотермических реакций при постоянстве времени реакции степень превращения достигает максимума, а затем снижается с повышением температуры. Температура, соответствующая максимальному выходу продукта, называется оптимальной температурой. [c.111]

Для химических реакций максимальное количество продукта является стехиометрическим, т. е. определяется по уравнению реакции с учетом количества того исходного вещества, которое имеется в недостатке. Для процессов межфазной массопередачи (сорбции, десорбции, испарения, конденсации и др.) за максимальное принимается все количество продукта, которое имеется в отдающей фазе (например, в газе при адсорбции). Применительно к химическим реакциям степень превращения часто определяют как отношение количества основного исходного вещества, фактически превращенного в продукт, к общему его количеству. Если в формулу (П1.12) вместо Оф подставить количество продукта, полученное в момент равновесия Gp, то выход продукта будет называться равновесным- х [c.48]

На рис. 2 приведено отношение высоты пика при произвольной величине пробы /г к высоте пика, соответствующей 0,1 мл (А о 1) в зависимости от величины пробы, при включении в схему р азличных по величине дополнительных объемов. Из рис. 2 видно, что без дополнительного объема при изменении пробы в 14 раз (от 0,1 мм до 1,4 мл) высота пика изменяется всего в 10 раз. При включении дополнительного объема распределение газа становится более равномерным, но при этом до нескольких минут увеличивается время пребывания катализатора в смеси. При треугольной форме импульса нельзя получить правильную зависимость скорости реакции (степени превращения) от концентрации по двум причинам во-первых, на катализатор поступает смесь переменной концентрации во-вторых, отсутствует линейная зависимость между максимальной концентрацией и величиной введенной пробы. [c.124]

Если поставить вопрос, при какой температуре степень превращения в одиночном реакторе с фиксированным временем контакта будет максимальной, то сразу напрашивается ответ, что этой температурой должна быть Т ), т. е. температура, прп которой скорость реакции максимальна. Это действительно так, поскольку [c.188]

Мы потратили довольно много времени на этот простой пример, но, как бы он ни был прост, он иллюстрирует характер проблем, возникающих при оптимальном расчете. Мы ставили задачу в форме поиска минимального значения суммарного времени контакта прп фиксированной степени превращения, но это эквивалентно задаче достижения максимальной степени превращения при фиксированном суммарном времени контакта. В обоих случаях должно иметься ограничение, поскольку, если бы требуемая конечная степень полноты реакции не была задана, мы могли бы сделать время контакта равным нулю, положив а если бы во втором случае [c.196]

Решение и анализ этих уравнений применительно к процессу с реакцией первого порядка показывают [461, что максимальная степень превращения достигается при [c.131]

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]

Гидролиз метилацетата катализируется продуктом реакции—уксусной кислотой. В одном из опытов, когда исходная концентрация метилацетата составляла 0,5 кмольЫ , а уксусной кислоты—0,05 кмоль м , степень превращения, равная 60%, достигалась через 1 ч. Найти время, при котором скорость реакции максимальна, а также величину этой максимальной скорости. [c.87]

На рис. 38 показана кривая выделения тепла для простой обратимой экзотермической реакции, проте кающей в одноступенчатом реакторе идеального смешения. Для такого типа реакций максимально достижимая степень превращения уменьшается с повышением температуры. С точки зрения кинетики это означает, что с некоторой температуры начинает уменьшаться [c.160]

Время пребывания в первом смесителе т = V/G. Будем считать, что во втором смесителе реакция проходит до конца, вследствие чего степень превращения в этом смесителе не зависит от времени пребывания. Денбиг принимает, что оптимальное время пребывания в первом смесителе при заданной температуре приблизительно равно времени, необходимому для получения максимальной концентрации промежуточного продукта X. Из приведенных выше уравнений баланса вытекает, что доля х, характеризующая содержащие вещества X, равна [c.306]

Приближенный метод оптимизации описывает Хофман Основное значение он придает экспериментальному определению условий, обеспечивающих максимальный выход требуемого продукта. Для этого необходимо систематически менять различные факторы, влияющие на реакцию (давление, температуру, начальную концентрацию), каждый раз измеряя получаемый выход. Можно, например, меняя давление при постоянной температуре, найти его оптимальное значение, при котором достигается максимум степени превращения. Далее, можно искать оптимальную температуру реакции при постоянном оптимальном давлении, полученном ранее. На рис. 1У-49 нанесены линии равной степени [c.361]

Решением этого квадратного уравнения будет ЛГ] = 0,104. Тогда Х2=0,328,. 3=0,011 и общая степень превращения пропилена при протекании трех реакций составит около 0,44 = 44%, в тО время как по простой реакции максимальная конверсия была 0,39. [c.221]

При оценке величины Ки здесь использована эмпирическая зависимость фактора массопередачи числа Ке (см. раздел 111.1). Примерно такая же оценка получается для поправки к коэффициенту теплопередачи, если заменить в уравнении (VI. 141) на а/ и диффузионные числа Ки и Рг на тепловые. Безразмерный фактор формы а1 —величина порядка нескольких единиц (о/ = п для простой кубической упаковки шаров ж а1 А для объемно-центрированной упаковки). Из формулы (VI. 141) видно, что при обычных скоростях потока (Ке > 10 ) поправки к коэффициентам переноса незначительна для жидкостей (Рг >1). Для газов (Рг 1) относительная поправка может составлять при Ке — 10 30—40% с увеличением числа Ке эта величина уменьшается, хотя и довольно медленно. Легко заметить, что величина рах характеризует максимальную степень превращения исходного вещества в одной ячейке, достижимую, когда реакция протекает в диффузионном режиме. Так как Ро8< 1, в кинетическом режиме (А < Р) степень превращения в одной ячейке всегда мала. [c.250]

Для необратимых химических реакций, протекающих в изотермических условиях, максимально возможная степень превращения не зависит от температуры. Однако скорость реакции, согласно уравнению Аррениуса, возрастает с повышением температуры. Следовательно, максимальная производительность достигается при максимально возможной температуре проведения процесса. Эта оптимальная температура учитывает и условия протекания побочных реакций. [c.11]

Для обратимых эндотермических реакций повышение температуры приводит к возрастанию степени превращения и к увеличению скорости реакции. Поэтому процесс необходимо осуществлять при максимально возможной температуре. [c.11]

Для обратимых экзотермических реакций, протекающих в печах непрерывного действия, с повышением темнературы возрастает скорость прямой реакции, но при этом снижается максимально достижимая степень превращения. В том месте, где реагенты далеки от состояния химического равновесия, т. е. около входа в печь, целесообразно поддерживать высокую температуру, а около выхода из печи, где реакционная масса приближается по составу к равновесному, температура должна быть пониженной, чтобы сдвинуть процесс в сторону более полного превращения реагентов. [c.11]

Окончательный выбор условий требует учета их влияния на скорость процесса (см. часть И1). В связи с этим различают теоретическую и практическую степени полноты реакции. Первая отвечает установлению в системе равновесия, т. е. соответствует максимально возможной степени превращения, которую легко определить на основании выражения для константы равновесия данного процесса. Однако далеко не всегда реакция доходит до равновесия мешает этому медленность многих процессов. Правда, с помощью катализаторов реакции можно ускорить, однако и в этих случаях их часто не доводят до равновесия. В связи с этим надо иметь в виду возможность противоположного влияния данного фактора на кинетику и статику процесса. [c.82]

Основные свойства теплового фронта химической реакции в неподвижном слое катализатора с технологической точки зрения представляют значительный интерес по следующим причинам 1) при движении теплового фронта в направлении фильтрации газа перепад температур во фронте (между максимальной и входной температурой реакционной смеси) может во много раз превосходить величину адиабатического разогрева смеси. Это позволяет осуществлять каталитический процесс без предварительного постороннего подогрева реакционной смеси до температуры, при которой химическое превращение протекает с большей скоростью 2) скорость распространения теплового фронта гораздо меньше скорости фильтрации реакционной смеси (что и дает возможность использовать такой режим) 3) при движении высокотемпературного фронта через холодный слой катализатора за областью максимальных температур образуется падающий по длине слоя температурный профиль (это свойство благоприятно с технологической точки зрения для многих, например экзотермических обратимых, процессов, так как обеспечивает высокую степень превращения или избирательность) [c.305]

Для получения максимального количества реактивного или дизельного топлива обычно используют одноступенчатую схему ГК (рис. V. 10). По мере ухудшения качества сырья снижаются качество продуктов и избирательность процесса. При этом для поддержания постоянной степени превращения повышают температуру реакции. В случае дальнейшего ухудшения качества сырья применяют двухступенчатую схему (рис. V. 11). [c.112]

Выше были рассмотрены элементарные расчеты реакторов в применении к простым реакциям, причем особое внимание уделялось зависимости степени превращения от времени реакции или объема реактора. В случае более сложных реакций, таких, как параллельные и консекутивные, получается несколько продуктов некоторые пз них могут быть целевыми Р, < ), другие — побочными (X, V). Естественно, что в результате процесса должна быть достигнута не только максимально возможная степень превращения, но и высокая селективность. [c.61]

Я. И. Брайнес [80] указывает, что при реакциях второго порядка наивыгодные условия процесса будут осуществляться при условии, что объем каждого последующего аппарата вдвое больше объема предыдущего. В этом случае общий объем аппаратуры минимален, а степень превращения максимальна. Для реакции первого порядка объем реакторов в каскаде может быть практически одинаковым [78, с. 88, 112]. Поэтому схема каскада из трех реакторов для гидрогеиолиза глюкозы через сорбит имеет вид [c.140]

СН3ОН СН3-О-СН3 + НаО СНзОН + пСО + 2пЯ2 СНз(СН2) -ОН СН3ОН -Н На 5= СН4 -Ь НаО Реакции (а—д) протекают с выделением тепла и уменьшением объема, но различаются величиной теплового эффекта и степенью контракции. Поэтому, хотя для всех этих реакций степень превращения возрастает с увеличением давления и понижением температуры, в наибольшей степени повышение давления влияет на равновесие основной реакции синтеза (а), для которой степень контракции максимальна и составляет 3 1. В то же время, понижение температуры ниже некоторого предела нецелесообразно, так как при низких температурах скорость [c.261]

Р. X. изображают с помощью хим. ур-ний, к-рые определяют количеств, соотношения между реагентами и продуктами р-ции (см. Стехиометрия реакции) и выражают сохра-нения массы закон. Глубина протекания Р. х. характеризуется либо степенью превращения (степенью конверсии) — отношением кол-ва в-ва, вступившего в р-цию, к его исходному кол-ву, либо выходом р-ции — отношением кол-ва получ. продукта к исходному кол-ву реагента. Важные характеристики Р. X.— равновесЕгая степень превращения (максимально возможная в данных условиях), к-рую находят на основании законов термодинамики, и скорость реакции. Для классификации Р. х. часто используют назв. функц. группы, к-рая появляется в молекуле реагента или исчезает в результате р-цин (напр., нитрование, декарбоксилирование), или характер изменения структуры исходной молекулы изомеризация, циклизация). Многие хим. реакции имеют спец. названия (нейтрализация, гидролиз, горение и др.). По способу разрыва хим. связи в молекуле реагента различают гомолитические реакции и гетероли-тические реакции. Р. х. могут сопровождаться изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагентов (см. Окислительно-восстановительные реакции). [c.499]

Гаким образом, поставив эксперимент по оп[)еделению равновесной температуры смеси данного состава, что относительно просто, [lo KOjLbKy при этом не требуется иодвода реагентов в зону реакции и отвода их из нее, далее ио формуле (111,146) уже можно рассчитать оптимальное значение температуры реакции, при котором смесь этого состава будет реагировать с максимальной скоростью. Если известна зависимость равновесной температуры Tg от степени превращения, то с помощью формулы (111,146) можно построить и зависимость оптимальной температуры Т т. от степени иревращения (рис. 111-15), которая может быть исиользована для расчета оптимального температурного профиля в реакторе идеального вытеснения (рис. 111-14). [c.116]

При работе на сырье, содержащем 25—30% метана, 50—65% этана и 10—20% пропана, скорости подачи сырья 2265 м 1час, выход этилена при однократном пропуске (считая на этан и пропан) и степени превращения до 65% не зависел от конструкции печи, но более глубокое разложение приводило к повышению выхода этилена в печи Селес по сравнению с обычными трубчатыми печами. Максимальный выход получался, когда степень превращения была равна 70%. Если же степень превращения была выше 70%, лучшее использование сырья достигалось иррг максимально высоких температурах и минимальных временах пребывания сырья в зоне реакции. В случае более низких превращений выход зависел только от глубины превращения, независимо от того изменилась ли температура или время контакта. [c.46]

Шение температуры является желательным, так как скоросте реакции 2 уменьшается с понижением температуры быстрее, чем скорость реакции 1, поскольку 2> ь И наоборот, в отношении реакций 3 и 4 желательна высокая температура, поскольку она повышает степень превращения X в V, а не в ф. Таким образом, учитывая одновременно оба фактора, приходим к выводу, что на начальных стадиях процесса, пока накапливается X, температуру Необходимо поддерживать достаточно низкой и значительно повышать ее на последующих стадиях, когда основной реакцией становится превращение X в У или р. Поскольку все четыре реакции протекают одновременно, хотя и (в различной степени, температура должна повышаться постепенно. Итак, если реакция проводится в реакторе вытеонения, то для обеспечения максимального выхода продукта должна поддерживаться оптимальная температурная последовательность. Если же реакция проводится в реакторе смешения, то для каждой ступени реактора должна существовать определенная оптимальная температура. [c.140]

Расчеты показывают, что неравномерные распределения скорости потока приводят к отклонению от режима идеального вытеснения. Так, например, при параболическом распределении скорости потока для необратимой реакции первого порядка максимальное снижение степени превращения за счет неоднородности поперечного потока скорости может составлять 11% [195]. В работе [196] предложена методика оценки влияния пространственных неоднородностей на процесс и показано, что некоторые неравнв-мерности на входе в слой катализатора можно компенсировать соответствующим запасом катализатора в слое. Так, при неравномерностях температур перед последним слоем реактора окисление ЗОз в 80з/32 от +7 до —5° требуется 20%-ное увеличение количества катализатора. Но при неравномерностях более +10° ни при каком запасе катализатора нельзя достичь заданной степени превращения. В таких случаях необходима установка перед слоем хорошего смесителя и распределителя потока. Кроме того, неоднородности влияют на устойчивость процесса [192, 196]. Опыт работы и обслуживания промышленных реакторов подтверждает, что результаты моделирования процессов могут быть не-реализованы на практике при возможных отклонениях от принятого технологического режима работы реактора. Эти отклонения обусловлены пространственными неоднородностями. Так, например, при обследовании работы пятислойных контактных аппаратов, окисления ЗОа в 80 з производительностью 360 т/сут установлено что максимальная неоднородность поля температур на входе в последние два слоя достигает 25—30°, в результате чего конверсия на 0,3—0,6% оказалась ниже расчетной [197]. [c.325]

Оценка средних скоростей реакций позволяет объяснить эти выводы. Скорость эндотермических реакций уменьшается с увеличением степени иреврашения вследствие расходования реагентов и уменьшения температуры в системе. Средняя скорость реакции в аппарате идеального вытеснения (где она принимает среднее значение от максимального на входе и минимального на выходе) всегда выше средней скорости в реакторе идеального смешения кроме того, высокая степень превращения достигается только при высоких средних скоростях реакций. Поэтому при теплообмене реактор идеального вытеснения всегда предпочтительнее реактора идеального смешения. [c.112]

Для многих ХТП, например при синтезе метанола, наряду с основной реакцией происходят побочные превращения. При определенных условиях проведения процесса можно достичь некоторой степени превращения реагирующих веществ, соответствующей максимальному выходу целевых продуктов. Даль-нейщая интенсификация процесса с целью увеличения выхода целевых продуктов усилит эффект побочных реакций. Проведением реакции с невысокой степенью превращения за однократный пропуск при удалении продуктов реакции из реакционной зоны по мере образования их с такой скоростью, насколько это представляется возможным, можно исключить побочные превращения и при рециркуляции непрореагировавшего сырья добиться полного его превращения с максимальной селективностью процесса. [c.286]

Кроме того, применение рециркуляции дает возможность комплексно использовать не только сырье, но и энергию за счет более полного использования тепла потоков, выходящих из каждого элемента ХТС и имеющих высокую температуру, что дает значительную экономию топлива. Наконец, при помощи рециркуляции можно достичь такой структуры объединения в единый комплекс различных химических производств, которая обеспечит максимальное использование сырьевых и энергетических ресурсов, а также производственного оборудования. Таким образом проведение рециклических процессов при оптимальных условиях открывает дальнейшую возможность увеличения их экономической эффективности, так как позволяет повысить степень превращения по целевым продуктам реакции при меньших затратах сырья и минимальных отходах, уменьшает энергетические затраты, дает возможность наиболее эффективно применять заводское оборудование. [c.286]

При ограничении на минимальное время полуцикла с ростом адиабатического разогрева реакционной смеси происходит сближение всех схем по времени контакта, необходимому для достижения заданной степени превращения. С увеличением энергии активации, как уже отмечалось, возрастают максимальная температура и время контакта. Увеличение времени контакта обусловлено большей продолжительностью формирования тешювой волны на предварительно нагретом слое катализатора. Это приводит к тому, что сближение характеристик схем по времени контакта происходит при большем значении адиабатического разофева. Аналогично будет действовать снижение минимально допустимого времени полуцикла и константы скорости реакции. Величины времени контакта для различных схем сближаются друг с другом при больших значениях величин адиабатического разофева. [c.331]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология