Материальный баланс химической реакции

Материальный баланс химической реакции выражают в единицах массы, поэтому наиболее удобно в качестве переменной выбрать массовую долю IV. [c.32]

Обычно при записи уравнений материального баланса химической реакции в качестве переменной интегрирования используют длину реактора <1щ1<И = fj П], Т) (где щ — моли /-го компонента на 1 моль исходного сырья). [c.206]

В химических процессах редко встречаются компоненты в чистом виде. Обычно применяемое сырье и реагенты содержат некоторую часть примесей или находятся в растворенном состоянии. В таких случаях материальный баланс химических реакций составляют по выходу основного продукта. [c.213]

Если в технологическом операторе химического превращения одновременно протекает г независимых реакций, то можно записать следующую систему уравнений материального баланса химических компонентов [c.88]

Если в г-й реакции принимают участие п компонентов, то общий материальный баланс химического превращения топологически представляется в виде очевидного диаграммного тождества [c.140]

Так как мы выражали количества различных компонентов в единицах массы, члены, определяющие изменение массы за счет реакции по уравнению (1,1), взаимно уничтожаются при суммировании. Это, безусловно, не обязательно при использовании других единиц молей, единиц объема). Однако следует указать, что использование единиц массы при составлении материального баланса химического процесса вместе с мольными единицами требует большой осторожности. [c.21]

Важным показателем материального баланса химического процесса является степень превращения (конверсия) исходного сырья. Степенью превращения х называют относительное количество исходного сырья, прореагировавшего в данной реакции, измеренное в долях единицы или в процентах. Так, если степень превращения равна X, то количество непрореагировавшего сырья составит 1—х или [c.592]

При составлении материальных балансов химических процессов пользуются уравнениями, выражающими реакции, протекающие в этих процессах. [c.16]

Степень превращения (конверсия), интегральная и дифференциальная селективность, выход продукта являются важнейшими характеристиками химической реакции и входят безразмерными величинами в уравнения материального баланса химического процесса. [c.32]

Поэтому при составлении материальных балансов химических про- ц ссов приходится прибегать. к формулам и уравнениям, выражающим протекающие в них реакции. [c.21]

Если в реакторе одновременно протекает г независимых реакций, то можно записать систему уравнений материального баланса химических компонентов [c.435]

Изменения состава реагирующей смеси не случайны, а определяются двумя различными причинами. Первая причина — внешняя подача или удаление вещества пз системы вторая причина — внутренняя изменения, вызванные химической реакцией. Именно структура изменений второго типа рассматривается в данной главе. В то время как перенос вещества в пространстве описывается уравнениями материального баланса, соответствуюш,ими определенному типу реактора, внутренние изменения зависят только от самой химической реакции и поэтому одинаковы для реакторов всех типов. [c.14]

Заметим, что уравнение (2.10) не означает, что скорость абсорбции равна скорости физической аб сорбции. В действительно сти, движущей силой последней будет величина с — которая увеличивается со временем и определяется для любого положения из материального баланса. В диффузионном режиме химическая реакция, хотя и не влияет на величину однако поддерживает концентрацию в объеме жидкой фазы на уровне равновесного значения с, хотя абсорбция протекает с конечной скоростью. [c.34]

Расчет процесса химической абсорбции не составит труда, если сопротивление массопереносу в газовой фазе незначительно и константа скорости /г по колонне не изменяется. Действительно, в соответствии с положениями, рассмотренными в разделе 3.1, величина Со постоянно равна с и дифференциальный материальный баланс для необратимой реакции [уравнение (3.11)] имеет вид [c.91]

Под термическими процессами подразумевают процессы химических превращений нефтяного сырья — совокупности реакций крекинга (распада) и уплотнения, осуществляемые термически, то есть без применения катализаторов. Основные параметры термических процессов, влияющие на ассортимент, материальный баланс и качество получаемых продуктов, — качество сырья, давление, температура и продолжительность термолиза. [c.7]

Не следует противопоставлять химическую кинетику и химическую термодинамику. На основе термодинамических закономерностей проектировщик, инженер или исследователь устанавливает в целом наиболее благоприятную, с точки зрения выхода целевого продукта, область протекания химических реакций. Химическая же кинетика позволяет в термодинамически разрешенной области рассчитать концентрации (не равновесные, а кинетические) продуктов реакций, материальный баланс, геометрические размеры реакционных аппаратов и оптимизировать технологические параметры процессов. [c.15]

Точки пересечения обеих линий дают значения аь и Г, удовлетворяющие одновременно уравнениям материального и теплового балансов. Эти точки соответствуют установившемуся режиму работы реактора, когда количество теплоты, выделяющееся при проведении химической реакции, равно сумме количеств теплоты, [c.336]

Закон сохранения массы веществ, находящихся в реакторе и участвующих в химических реакциях, приводит к совокупности уравнений материального баланса. Каждое из.них представляет собой дифференциальное уравнение, определяющее скорость изменения концентрации какого-либо реагента. [c.16]

После определения групповых компонентов и исследования модельных реакций необходимо выявить наиболее существенные химические превращения, определяющие материальный баланс процесса, и найти стехиометрические коэффициенты по каждому из превращений. Поскольку реальное число реакций велико, задача сводится к выбору такого минимального числа стадий, при котором стехиометрические коэффициенты всех стадий, определенные экспериментально, остаются практически неизменными. [c.101]

При этом математическое описание гидрокрекинга (табл. Х-1) дополняется уравнениями элементарных материальных балансов по Se, Зд, So Sb, H S. Учитывать вклад реакций гидрогенолиза в общий тепловой баланс следует лишь при содержании соединений серы больше 2%. Это не вызывает затруднений, так как теплота гидрогенолиза С—S-связи рассчитывается методами химической термодинамики, а теплоты гидрокрекинга приведены выше (стр. 355). Такой подход оказался весьма эффективным при моделировании различных промышленных процессов гидроочистки [c.365]

Для иллюстрации условий точного и приближенного моделирования рассмотрим химическую реакцию, описанную в примере 1-3 и проводимую при постоянных температуре и давлении. При этом должны быть неизменными только критерии, выводимые из уравнения материального баланса, так как изменение в аппарате температуры и давления учитывать не нужно. Соотношения, при которых выполняется полное и частичное подобие, приведены нп ке [c.32]

При выводе уравнений диффузионной модели предполагается, что перенос вещества осуществляется двумя путями конвекцией с постоянной скоростью и и диффузией с эффективным коэффициентом диффузии О, величина которого также не зависит от координаты. При этом уравнение материального баланса, описывающее изменение концентрации реагента по длине реактора при стационарном протекании химической реакции первого порядка, имеет вид [c.208]

Материальный и тепловой балансы. В режиме идеального смешения температуры и концентрации реагентов одинаковы по всему объему реактора такой же состав и температуру имеет и поток, выходящий из реактора. Состав исходной смеси, которая подается в реактор, будет конечно, другим, так что у входа в реактор идеального смешения все переменные изменяются скачкообразно. Уравнения материального баланса реактора идеального смешения, работающего в стационарном режиме, легко получить, приравнивая разность между количеством -го вещества, входящим и выходящим из реактора в единицу времени, скорости изменения количества данного вещества в результате химических реакций [c.275]

Двухфазная модель реакторов с зернистым слоем. До сих пор часто в математической модели реакторов члены уравнений материального и теплового балансов, выражающие скорость химических реакций, аппроксимируются уравнениями формальной химической кинетики с некоторыми эффективными значениями кинетических констант. Недостатками такого приближения, во-первых, является то, что эффективные константы должны определяться для каждого размера зерна и каждой структуры катализатора, а, во-вторых, в этом случае модель обладает слабой экстраполирующей способностью, особенно для быстрых и сильно экзотермических реакций, где велика роль процессов переноса. [c.291]

Из сказанного следует, что в случае многофазной газо-жидкостной реакции происходит значительное число физических процессов, осложняющих собственно химическую реакцию. Ход же реального процесса, как обычно, определяют соотношения между скоростями отдельных его стадий. Для рассматриваемого случая ограничимся в начале стационарным изотермическим процессом, протекающим в реакторе непрерывного действия, и напишем для него систему уравнений материального баланса веществ на единицу сечения реактора [c.302]

Материальный баланс печной среды составляется в зависимости от ее назначения и способа получения в следующем порядке 1) для печной среды, вводимой в рабочую камеру печи и не являющейся реагентом химических реакций, составляется одновременно с материальным балансом термотехнологического процесса 2) для печной среды, создаваемой в рабочей камере печи за счет сжигания топлива с определенными коэффициентами расхода воздуха (а < < ), составляется самостоятельно как для специальной химической реакции С получением газового продукта заданного химического состава [c.138]

Теплота, выделяющаяся при осуществлении экзотермических химических реакций и физических превращений исходных материалов Qj, определяется при составлении материального баланса по термохимическим уравнениям (см. стр. 20). [c.140]

Первый этап анализа Расчет стехиометрического материального баланса для выбранного маршрута химического синтеза целевых продуктов. При осуществлении расчета предварительного или стехиометрического материального баланса знание кинетических характеристик не требуется, нужны лишь оценки для значений степеней превращения. На этом этапе проектирования ХТС задаются виды сырья и его ресурсы. Необходимо получить оценки возможных количеств целевых продуктов, степени использования сырья и количества эквивалентов для каждой реакции. [c.194]

Другими уравнениями математического описания совмещенного реакционно-ректификационного процесса являются соотношения для расчета фазового равновесия (4.22), (7.118), уравнения общего материального и теплового балансов (4.57), (4.58), уравнения для расчета скорости химических реакций и состава пара, покидающего тарелку (4.59), а также соотношения для куба и дефлегматора колонны. [c.366]

На основании этого уравнения можно определить, сколько обра зуется основного вещества С и сколько отхода О. Таким образом, с помощью уравнения (1) можно определить количество и характер отходов, получаемых при основной реакции синтеза. Строго говоря, материальный баланс химической реакции следовало бы составлять на основании стехиометрических уравнений и законов кинетики. Большей частью, однако, из-за недостатка знаний о процессе приходится пользоваться эмпирическими данными. [c.38]

Здесь, по определению, i, x=2vi ii — полный химический потенциал исходных веществ, а рпрод — полный химический потенциал продуктов реакции. Как ясно из вывода уравнения, появление в (У.5) алгебраической суммы химических потенциалов исходных веществ и продуктов реакции с коэффициентами Vi и V/ отражает взаимную зависимость масс компонентов по уравнению материального баланса для реакции (V. 1). При фазовых переходах условием равновесия является равенство химических потенциалов во всех фазах. В противоположность этому при химических превращениях массы отдельных компонентов могут изменяться только взаимосвязанно. Поэтому условием равновесия становится равенство полных химических потенциалов, относящихся ко всем компонентам левой и правой частей стехиометрического уравнения химической реакции. [c.135]

Метод совместного решения стехиометрических уравнений Бринклей). В нескольких варантах этого метода требуется совместное решение ряда уравнений, число которых равно числу химических веществ плюс единица. Применяются прямая итерация, метод Ньютона — Рафсона и различные методы оптимизации. Скорость и даже возможность сходимости часто в значительной степени зависят от первоначальных оценок, которые должны быть согласованы с материальными балансами химических элементов. Очевидный метод приравнивания содержания всех компонентов к нулю, кроме трех или четырех, которые можно ввести в уравнение материального баланса при его рассмотрении, не всегда удовлетворяет. Метод, использующий число генераций глубины протекания всех реакций, качественно описывается Голубом и Вонкой [57]. [c.501]

Совмещенные реакционно-ректификационные процессы очень сложны, и строгий расчет их пока не создан. Однако имеются расчеты для некоторых упрощенных случаев [47—50], Так, Марек [51] предложил общий метод расчета ректификации при наличии химической реакции, взяв за основу итерационный расчет ректификации по Сорелю и Мак-Кэбу и Тиле. При этом наличие химической реакции в жидкой фазе учитывается введением в уравнения материального и теплового балансов дополнительных членов, соответствующих изменению количества вещества и тепла за счет реакции. Общность метода состоит в том, что он не ограничен числом компонентов, типом реакции и т, д, В общем случае, для расчета необходимы исходные данные в полном объеме (для концентрационного симплекса я-ко.мпонентной смеси в целом) о скорости реакции, тепловом эффекте, фазовом равновесии жидкость — пар, Мареком учтены возможные упрощения метода, связанные с рациональными допущениями, которые встречаются при обычном расчете ректификации, В итерациях, наряду с предположением определенных концентрации, предполагается также общее прореагировавшее количество вещества и учитывается в связи с этим задержка жидкости на каж- [c.208]

Учитывая, что исходное сырье представляет собой сложную систему как в химическом, так и в физическом отношении, а все основные и побочные реакции протекают на поверхности полидисперсных катализаторов в условиях нарастающей дезактивации, исследование проблем кинетики процессов каталитического гидрооблагораживання остатков строится на двух уровнях теоретических представлений. На первом уровне не учитывается гетерогенность протекания процесса, т. е. используются формальные подходы гомогенного катализа, основанные на различных эмпирических моделях, описывающих формальную кинетику основных реакций [55]. На втором уровне используются макро-кинетические методы гетерогенного катализа с учетом закономерностей диффузионных процессов, протекающих на зерне и в порах катализатора и использующих математические модели, связьшающие материальные балансы изменения концентраций реагентов с диффузионными характеристиками зерна и сырья, объединенные известными приемами. диффузионной кинетики [27]. [c.70]

Рассмотрим постановку оптимальной задачи для каскада реакторов идеального смешения, в котором проводится с/ожная химическая реакция, не изменяющая общего числа молей реагирующей смеси. Математическое описание каскада аппаратов с таг ой реакцией представляет собой систему уравнений материальных балансов для всех (или только ключевых)компонентов смеси,записандых для всех реакторов каскада [c.156]

Выделим в зерне катализатора бесконечно малый элемент толщиной йг (рис. У1П-18). Нижняя круглая поверхность его имеет радиус г. Из материального баланса (по исходному веществу А) такого элемента при установивщемся режиме диффузии и необратимой химической реакции А —> В следует [c.286]

В нестационарных условиях число компонентов, поступаюпщх на тарелку и покидающих ее, не равны между собой, и это различие складывается из количества жидкости, находящейся на тарелк.е. Помимо этого, за счет протекания химической реакции происходит появление новых компонентов или уменьшение реагентов исходной смеси. Таким образом, для нестационарных условий ректификации с химической реакцией уравнение покомпонентного материального баланса тарелки запишется в виде [c.366]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология