Температура на степень полноты реакци

При фиксированной температуре равновесная степень полноты реакции зависит только от исходных концентраций Заметим, что частная производная [c.52]

Чтобы вычислить равновесный состав, достигаемый в адиабатических условиях, следует найти изменение температуры со степенью полноты реакции. Энтальпия единицы объема реагирующей смеси равна [c.54]

При фиксированной температуре мы получим теперь В совместных уравнений, которые должны быть разрешены относительно Л равновесных степеней полноты реакций. Интересно отметить, что любое предварительное упрощение этих уравнений путем возведения их в различные степени и умножения друг на друга эквивалентно линейному преобразованию исходной системы реакций. Таким образом, как и следовало ожидать, эквивалентные системы реакций приводят к одним и тем же равновесным составам. Можно показать, что эти уравнения всегда имеют единственное решение, так как их якобиан существенно положителен. Общее доказательство этого утверждения связано с применением неравенства Коши однако в случае двух реакций доказательство элементарно и будет дано ниже как упражнение. Поскольку при расчете равновесия сложного процесса вычисления могут быть громоздкими, важно следить за тем, чтобы число расчетных уравнений было минимальным. Для этого следует рассматривать только независимые реакции и использовать в качестве переменных их степени полноты. [c.58]

Соотношения между равновесными значениями давления, температуры и степени полноты реакции, а также формулы для вычисления различных производных даны в статьях [c.62]

Равновесные соотношения удобно изображать графически в координатах температура — степень полноты реакции. На рис. III.3 представлены равновесные соотношения для экзотермической реакции между четырьмя веществами [c.53]

Рассмотрим теперь задачу расчета реактора, поставленную в иной форме. Пусть требуется получить один из продуктов реакции, скажем, А в заданной концентрации Тогда степень полноты реакции Е = (71 — Су у)1а-1 фиксирована. Если температура процесса также задана, то задача тривиальна, так как формулы [c.166]

Наконец, можно задать вопрос, как зависит равновесная степень полноты реакции от температуры. Из рис. И1.2 или пз уравнения (111.46) следует, что (Г) будет увеличиваться илп уменьшаться [c.52]

На рис. III.4 приведены типичные равновесные кривые для экзотермической и эндотермической реакций. Их монотонность обеспечивает единственность равновесного состава нри любой заданной температуре. Форма кривых показывает, что это единственное состояние равновесия может быть достигнуто при адиабатическом протекании реакции в изолированной системе. Действительно, в случае экзотермической реакции температура в адиабатическом процессе увеличивается со степенью полноты реакции, в то время как [c.54]

Вспомним, что скорости реакций являются функциями степеней полноты реакции 1,..., и температуры при расчете нестационарного режима может оказаться необходимым ввести параметр несовместимости типа (см. раздел 11.1) или, что то же самое, сделать скорости реакции функциями времени. В любом случае уравнение теплового баланса ( 11.30) вместе с Е уравнениями ( 11.21) дают систему / -(- 1 уравнений для Н степеней полноты реакции и температуры Т. [c.158]

Можно ожидать, что заданная степень превращения будет достигнута в реакторе меньшей длины, если разделить реактор на две секции, в которых поддерживается различная температура. В этом случае задача оптимизации состоит в выборе двух температур и двух длин секций, обеспечивающем наибольшую степень превращения. При другой постановке задачи начальная и конечная степени полноты реакцип заданы и требуется выбрать промежуточную степень полноты реакции и две температуры так, чтобы общая длпна реактора была минимальной. Если l и Ц — начальная и конечная степени полноты реакции в каждой секции, то можно найти оптимальную температуру I"), при которой Ь минимально, причем [c.269]

Как и раньше, вводим безразмерные степень полноты реакции, концентрацию и температуру [c.73]

Отношение х у не зависит от начального давления бутана и степени полноты реакции при постоянной температуре. При 520° С были сделаны следующие измерения. [c.101]

Если изобразить зависимость и Г от времени, функции ( ) и Т 1) будут такими, как на рис. VII.16. Здесь О — начальная точка ( (0), Т (0)), и как температура, так и степень полноты реакции сначала возрастают. Температура достигает максимума в точке Р, а степень полноты реакции увеличивается вплоть до точки Q, после чего начинает падать. Тем временем скорость падения температуры снижается и температура достигает минимума в точке К. Таким образом, и Г приближаются к стационарному состоянию путем затухающих колебаний. Такому поведению решений должно соответствовать устойчивое стационарное состояние с комплексно сопряженными корнями. В других случаях, когда корни действительны, приближение к стационарному режиму не будет колебательным. [c.176]

При исследовании оптимальных последовательностей реакторов введем систему обозначений, которая может показаться неестественной, но в действительности дает возможность лучше понять метод расчета, который мы применим. Эти обозначения даны на рис. VII.28, где последовательность N реакторов пронумерована в обратном порядке. При этом Ев и Т обозначают степень полноты реакции и температуру в п-м реакторе, считая от конца, а (не i) — степень полноты реакции в смеси, поступаюш ей в этот реактор. В соответствии с этим степень полноты реакции в исходной смеси, поступающей во всю систему, обозначается через Едг+i- Эта величина может равняться нулю, но пока мы не будем полагать E v+i О-Такая система обозначений оправдана тем, что мы будем исследовать реакторы последовательности, начиная от конца к началу, сначала рассчитывая один реактор, последний по ходу потока, [c.190]

Г) — стационарная степень полноты реакции прп температуре Т. [c.212]

Мы видели, что в случае обратимой экзотермической реакции повышение температуры ведет к неблагоприятному сдвигу равновесия. Однако при адиабатическом проведении экзотермической реакции температура будет увеличиваться, а в случае эндотермической реакции — уменьшаться. Это, конечно, — проявление принципа Ле Шателье для нас же важно то, что это приводит к необходимости использовать для адиабатических процессов многостадийные реакторы. Посмотрим на рис. 111.4 (стр. 54). Из него следует, что равновесная степень полноты реакции для адиабатического процесса, начавшегося при некоторой температуре, значительно меньше той, которая была бы достигнута, если бы все время сохранялась начальная температура. Если, однако, остановить [c.214]

Для необратимой или обратимой эндотермической реакции Тт (Ю = при любом значении так что следует неизменно вести процесс при максимально допустимой температуре. Однако в случае обратимой экзотермической реакции оптимальная температура будет зависеть от степени полноты реакции и можно ожидать, что последовательность реакторов с понижающейся ио ходу потока температурой даст наибольший выход продукта. Легко предположить и нетрудно доказать, что температура в каждом реакторе должна быть такова, чтобы скорость реакции была максимальной. Читатель должен осознать, что это нредположение нуждается в доказательстве, так как аналогичная гипотеза в случае двух реакций оказывается неверной. [c.189]

Химическая реакция может происходить в практическом отношении адиабатически, если реактор достаточно хорошо изолирован, так что теплообменом с окружающей средой можно пренебречь. В этом случае все тепло остается внутри системы и продукты реакции принимают некоторую температуру, которая называется теоретической температурой реакции. Если реакция происходит адиабатически до установления равновесия, то степень полноты реакции зависит от теоретической температуры реакции, которая устанавливается в системе. [c.57]

Уравнение (III.57) определяет а следовательно, и j как функцию температуры. Соответственно К , левая часть уравнения (III.46), также может быть представлена как функция Т. Чтобы получить окончательный результат, нужно решить это трансцендентное уравнение путем проб и ошибок или с помощью более систематичного метода последовательных приближений, нанрнмер метода Ньютона. Приближенное графическое решение (которое может стать хорошей отправной точкой для более точных вычислений) можно получить, проведя на рис. III.4 прямую линию с наклоном 1//, где J— среднее значение (— АН)1Ср. Для жидкостей величина J мало меняется, и в большинстве случаев ее можно считать постоянной. Для газов J не будет постоянной, так как Ср — это теплоемкость единицы объема. Однако величина J" = pJ = (— АН)/(Ср1р) должна быть почти постоянной, так как Ср/р — теплоемкость единицы массы. Поэтому при расчете газовых реакций лучше пользоваться переменной — степенью полноты реакции, выраженной в молях на единицу массы, — так как для нее соотношение [c.55]

Обычно задан состав исходной смеси стехиометрпческие коэффициенты а,, термостатический параметр / и параметры кинетической зависимости предполагаются известными. Так как уравнения (УП.ЗЗ) и (УП.34) содержат пять переменных ТГ, 0 и Q, значения трех переменных надо выбрать, а двух остальных — вычислить из этих уравнений. Переменная Тf связана с исходной смесью в одних случаях она задана, а в других — может быть поставлен вопрос, нуждается ли исходная смесь в предварительном подогреве или охлаждении. Переменные Т и связаны с продуктом процесса и, хотя температура продукта может не играть особой роли, достигнутая в процессе степень полноты реакции имеет решающее значение, поскольку она определяет скорость образования продукта, получение которого является целью всего процесса. Переменные 0 и связаны с конструкцией реактора и выбираются относительно свободно. Время контакта 0 равно отношению и если д задано исходя из требуемой производительности процесса, то 0 определяет необходимый объем реактора V. Если же необходимо использовать определенный реактор с заданным объемом V, значение 0 определяет объемную скорость потока д. [c.159]

Теперь становится ясно, что применение многостадийного реактора пе даст никаких преимуществ, если только не ввести предварительного подогрева сырья перед стадией N. Действительно, кривые Г , не могут достичь начала координат до тех пор, пока NQ, по крайней мере, не сравняется с временем контакта, необходимым для того, чтобы прийтп на кривую Tj пз начала координат, а в этом случае химический процесс можно вести и в единственном адиабатическом реакторе. Точки пересечения кривых Г с осью абсцисс дают оптимальную температуру предварительного подогрева для Л -стадийного процесса без учета расходов па подогрев. Если С (Тд,) — расходы на предварительный подогрев, выраженные в единицах степени полноты реакции, то было бы разумно искать максимум разности — С (т ). В этом случае по-прежнему оптимальное состояние реагирующей смеси на выходе из TV-го реактора должно [c.223]

Для простоты расчета применим уравнение (VIII.32), используя степень полноты реакции (в молях на единицу объема) и время контакта 0. Если рассматриваются газовые реакции, следует пользоваться уравнением (VIII.42), но все наши выкладки могут быть повторены и в этом случае, поэтому не стоит вводить неудобные обозначения со штрихами. Мы уже отмечали, что нри расчете трехстадийного реактора надо выбрать шесть величин в общем случае Л -стадийного реактора 2N величин подлежат свободному выбору. За эти величины удобно принять температуры на входе и степени [c.231]

Уиражнение IX.15. Покажите, что оптимальная температура Г ( <, Ц) для реакции первого порядка [г (% , Т) = к (Т) (1 — ") — к (Т) I"] такова, что равновесная степень полноты реакции = к/(к -]- к ), соответствующая температуре Т = Г , удовлетворяет условию [c.271]

На рис. IX.18 показаны два профиля температуры и степени полноты реакции по длине реактора, соответствующие двум стационарным режимам процесса. Здесь снова возможны резкие изменения режима при постепенном пз-менении параметров процесса. Предположим, что Т соответствует линии на рпс. IX.19, так что стационарный режим определяется точкой пересечения I. Последовательность лпнпй от до 5 отвечает последовательному увеличению Tf до значения, соответствующего данному стационарному режиму. Тогда, [c.284]

В работе Амундсона, Коста и Рудда (см. библиографию на стр. 305) показано, что модель ячеек идеального смешения с N = PJ2 дает хорошее приближение к решению не только простого дифференциального уравнения, но и системы нелинейных уравнений для степени полноты реакции и температуры при Р = Р а. Это позволяет искать решение с помош ью алгебраических, а не дифференциальных уравнений. Полученные значения переменных у выхода реактора Г (1) и (1) можно затем использовать в качестве начальных условий при интегрировании дифференциальных уравнений в обратном направлении (от выхода к входу). Так как в этом направлении интегрирование численно устойчиво, можно найти путем итераций точное решение дифференциальных уравнений. [c.297]

Так как при любом Т подлежит свободному выбору, то почти очевидно, что температура должна быть выбрана так, чтобы подынтеграль пое выражение было максимальным ири всех значениях мы говорим почти очевидно , так как мы видели в главе IX, что это положение нельзя обобш,ать на случай более, чем одной реакции. Точное доказательство этого можно получить либо рассматривая периодический реактор как последовательность бесконечно большого чпсла бесконечно малых реакторов идеального смешения, либо приняв доказательство, полученное для трубчатого реактора в разделе IX.5. Разумеется, что если Т не ограничено технологическими пределами, то 7 ( ) лежит на кривой в плоскости Т (рис. Х.З) и Т )) = г ( ). При малом I величины Г (I), / , ( ) и —(1ТУ(11 становятся очень большими, так что в начале процесса поддерживать температуру на кривой невозможно. Предположим, что верхний предел температуры настолько высок, что это ограничение пе чувствуется, но величина д достигает максимального возможного значения д в точке Ь на кривой Это означает, что мы можем поддерживать оптимальный режим только выше точки Ь, но не ниже ее, и надо показать, каково будет оптимальное решение нри малых степенях полноты реакции с учетом этого ограничения. Если А — точка, в которой выполняется соотношение [c.312]

Положив в кинетическом выражении (1) р = Чнайдите из уравнения (2) стационарную степень полноты реакции (т) при температуре т. [c.318]

Смотреть страницы где упоминается термин Температура на степень полноты реакци: [c.368] [c.51] [c.52] [c.81] [c.176] [c.178] [c.186] [c.187] [c.188] [c.191] [c.196] [c.220] [c.231] [c.243] [c.250] [c.268] [c.271] [c.283] [c.283] [c.311] [c.53] [c.120] [c.120]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология