Равновесная степень конверсии вещества

Когда объем реакционной смеси во время реакции не остается постоянным, расчет равновесных смесей несколько усложняется. Его можно осуществить для простых реакций с помощью введенного ранее коэффициента изменения объема е, выражая парциальные давления веществ через равновесную степень конверсии. [c.241]

При жидкофазных реакциях объем обычно меняется мало, и поэтому использованные ранее приемы расчета равновесных смесей в этом случае применимы для любых реакций, в том числе для идущих с изменением общего числа молей веществ. Как и раньше, равновесные концентрации выражают как функцию одной переменной— равновесной степени конверсии или равновесной концентрации ключевого вещества, которые находят затем из выражения для константы равновесия. [c.255]

Из решения этого примера вытекает, что для реакций, не сопровождающихся изменением общего числа молей веществ, равновесная степень конверсии зависит не от давлений (концентраций), а только от мольного соотношения реагентов с его увеличением равновесная степень конверсии ключевого реагента повышается. Так, для предыдущей задачи, если бы исходные вещества находились в эквимольных количествах (Р = 1), равновесная степень конверсии составила бы только 0,795. Это влияние избытка одного из реагентов (обычно более дешевого) широко применяется в промышленности и является общим для всех реакций между двумя или более реагентами, в том числе и для таких, где общее число молей изменяется. [c.241]

Процессы дегидрирования, как ясно из высказанных выи/е соображений, нужно проводить при относительно высокой температуре, которая для разных технологических процессов меняется от 200 до 600—650 °С. Она зависит от типа исходного вещества и во многом определяется термодинамическими особенностями реакции. Так, дегидрирование спиртов и аминов, которые более склонны к этой реакции, проводят при 200—400 °С, в то время как при получении олефинов, диенов и арилолефинов требуется температура 500—650 °С. Это предопределяет осуществление всех процессов дегидрирования в газовой фазе. При дегидрировании ввиду отщепления водорода всегда происходит увеличение объема газов, и, следовательно, повышению степени конверсии благоприятствует ни ое давление. В таких условиях при отсутствии инертных разбавителей и отщеплении только одной молекулы водорода константа равновесия Кр связана с равновесной степенью конверсии х и общим давлением Р следующим образом [c.551]

Как показывает стехиометрия реакций, на их равновесие можно влиять, изменяя давление. Внутримолекулярной дегидратации, идущей с увеличением числа молей веществ, способствует пониженное или обычное давление. Наоборот, гидратации олефинов благоприятствует высокое давление, увеличивающее равновесную степень конверсии олефина. Так, последняя при 250— 300 °С и атмосферном давлении составляет всего 0,1—0,2 %, что совершенно неприемлемо для практических целей, но при 7— 8 МПа и тех же температурах она возрастает до 12—20 %. Зависимость равновесной степени конверсии этилена при его гидратации от давления и температуры изображена на рис. 60, причем аналогичные кривые характерны и для других олефинов. Очевидно, что гидратации способствуют одновременное снижение температуры и повышение давления. [c.174]

Наконец, при прочих равных условиях селективность зависит от времени контакта, определяющего фактическую степень конверсии исходного вещества. Чем она ближе к равновесной, тем значительнее развитие последовательных реакций более глубокого гидрирования, гидрогенолиза, крекинга или конденсации, ведущих к снижению селективности. Поэтому для каждого процесса гидрирования и дегидрирования имеются оптимальные степень конверсии и время контакта. Обычно гидрирование проводят до высокой степени конверсии (более 90%), а время контакта в разных слу-чая> изменяется от долей минуты до нескольких часов. При более [c.471]

Процессы гидрирования из термодинамических соображений следует проводить при возможно более низкой температуре, позволяющей, однако, достичь приемлемой скорости реакции. В промышленной практике температура колеблется от 100 до 350—400 °С (в зависимости от активности катализаторов и реакционной способности исходного вещества). В области относительно низких температур равновесие, как видно из рис. 114 и 115, практически полностью смещено в сторону гидрирования, и поэтому реакцию можно провести почти нацело при атмосферном давлении. Поскольку при гидрировании (ввиду поглощения водорода) всегда происходит уменьшение объема, то для увеличения равновесной степени конверсии очень часто, особенно при сравнительно высоких температурах, используют повышенное давление. В таких условиях, далеких от идеальных, константа равновесия зависит от мольных долей N реагентов и их коэффициентов летучести у-Например, для реакции, при которой присоединяется п моль водорода [c.552]

В рассматриваемом примере конверсии метана концентрации всех веществ из выражений (3.22)-(3.26) подставляем в уравнения (3.44) и находим равновесные степени превращения метана Хр5 и Хр2 (решение системы полученных двух нелинейных уравнений придется получить численным методом). Затем, возвращаясь к уравнениям (3.22)-(3.26) для С,(Хр), получаем равновесные концентрации всех компонентов. [c.66]

Наконец, при прочих равных условиях селективность зависит от времени контакта, определяющего фактическую степень конверсии исходного вещества. Чем она ближе к равновесной, тем значительнее развитие последовательных реакций более глубокого гидрирования, гидрогенолиза, крекинга или конденсации, ведущих к снижению селективности. Поэтому для каждого процесса гидрирования и дегидрирования имеются оптимальные степень конверсии и время контакта. Обычно гидрирование проводят до высокой степени конверсии (более 90 %), а время контакта в разных случаях изменяется от долей минуты до нескольких часов. При более высокотемпературном дегидрировании, осложненном обратимостью реакции, степень конверсии составляет иногда всего 20—40 %, а время контакта находится в пределах от долей секунды до нескольких секунд. [c.453]

Кр,11 = 7,18. Если обозначить через х я у частные степени конверсии спирта соответственно в этилен и эфир, для исходной смеси (1 моль этанола) равновесная смесь будет содержать (в молях) спирта — X — у, этилена х, эфира 0,5г/, воды х + 0,5у, а сумма молей веществ при равновесии будет равна [c.244]

Процессы дегидрирования, как ясно из высказанных выше соображений, нужно проводить при относительно высокой температуре, которая для разных технологических процессов меняется от 200 до 600—650 °С. Она зависит от типа исходного вещества и во многом определяется термодинамическими особенностями реакции. Так, дегидрирование спиртов и аминов, которые более склонны к этой реакции, проводят при 200— 400 °С, в то время как при получении олефинов, диенов и арило-лефинов требуется температура 500—650 °С. Это предопределяет осуществление всех процессов дегидрирования в газовой фазе. При дегидрировании ввиду отщепления водорода всегда происходит увеличение объема газов, и, следовательно, повышению степени конверсии благоприятствует низкое давление. По этой причине для процессов дегидрирования выбирают давление, близкое к атмосферному, а в некоторых случаях осуществляют процесс в вакууме. Так, при 595°С равновесная степень конверсии этилбеизола в стирол при жО,1 МПа составляет 40%, а при 0,01 МПа уже 80%. Типичная кривая, иллюстрирующая влияние давления, приведена на рис, 134 для дегидрирования -бутена в бутадиен-1,3. При отщеплении более чем одной молекулы водорода изображенная зависимость проявляется еще резче. [c.446]

Равновесие первой стадии в количественном отношении очень близко к процессу этерификации карбоновых кислот. В случае первичных и в меньшей мере — вторичных спиртов оно также смещено вправо. Так, при эквимольных количествах 100%-ной серной кислоты (моногидрат) и этанола реакция прекращается, когда степень превращения достигнет примерно 65%. Константа равновесия второй стадии, когда образуется диалкилсульфат, значительно меньше. Поэтому в случае сульфатирования спиртов даже моногидратом серной кислоты равновесное содержание диалкилсуль-фатов вследствие их гидролиза образующейся водой оказывается небольшим и еще более снижается при наличии воды в исходной кислоте. Очевидно, что равновесная степень конверсии спирта в алкилсульфаты увеличивается, кроме того, с ростом отношения кислота спирт. Таким образом, по условиям термодинамики повышению выхода моноалкилсульфата благоприятствуют избыток кислоты и высокая ее концентрация. Такие именно условия и создают в промышленности для синтеза моющих веществ типа алкилсульфатов. Наоборот, повышению степени гидролиза моно-алкилсульфатов при сернокислотном методе получения спиртов из олефинов способствуют разбавление реакционной массы водой и отгонка образующегося спирта. [c.297]

Независимо от выбора катализатора и других условий на селективность гидрирования и дегидрирования сильно влияет температура. Обычно чем ниже температура, тем селективнее можно провести процесс по.более реакционноспособным группам или остановить его на определенной промежуточной стадии. Наоборот, повышение температуры способствует глубоким превращениям. Существенно, что нежелательные побочные реакции гидрогенолиза, крекинга, дегидроконденсации и другие имеют более высокую энергию активации, чем дегидрирование или гидрировацие. Так, для крекинга н-бутана энергия активации равна 60 ккал/моль, а для его дегидрирования в н-бутилен — только 40—44 ккал/моль, что позволяет повысить селективность путем снижения температуры. Поскольку при уменьшении температуры одновременно уменьшаются скорость процесса и производительность реактора, то практически в каждом случае можно найти область оптимальных температур, соответствующую минимуму экономических затрат. Дополнительные ограничения на выбор этого оптимума налагает обратимость реакции гидрирования — дегидрирования. Наконец, при прочих равных условиях селективность зависит от времени контакта, определяющего фактическую степень конверсии исходного вещества. Чем ближе она к равновесной, тем значительнее развитие последовательных реакций более глубокого гидрирования, гидрогенолиза, крекинга или конденсации, ведущих к снижению селективности. Поэтому для каждого процесса гидрирования и дегидрирования имеются оптимальные степень конверсии и время контакта. Обычно гидрирование проводят до высокой степени конверсии (более 90%), а время контакта в разных случаях изменяется от долей минуты до нескольких часов. При более высокотемпературном дегидрировании, осложненном обратимостью реакции, степень конверсии составляет иногда всего 20—40%, а время контакта находится в пределах от долей секунды до нескольких секунд. [c.651]

Единственная обратимая реакция. Если при газофазных реакциях число молей веществ и объем реакционной смеси не меняются, проще всего в уравнении Кр = ЯР1 заменить равновесные парциальные давления веществ на их начальные давлетия и равновесные степени конверсии, например Рл = Ра,о(1—- лЬ При избытке второго реагента используют введенное ранее мольно соотношение реагентов Ру = Ру,о/Рд,о. В результате находят Ха, являющуюся достаточной характеристикой баланса единственной обратимой реакции. [c.39]

Реакцию можно довести до состояния, близкого к равновесному, и получить равновесные степень конверсии, выход и селективность по целевому продукту В. Их можно рассчитать из выражений К — Св/Са и К2 = Сс С (или К2 = Сс1Са) с учетом баланса по веществам Са.о = Са+Св+ Сс, что для последова- [c.339]

Проведите расчет термодинамических характеристик реакций термического ра ложения, термоокислительного пиролиза и конверсии нормальных углеводородов С1...С5 парами воды, газа и диоксидом углерода с образованием в результате реакций алкенов, алкинов, диенов, оксида углерода и водорода (синтез-газ). В таблицах приведите тепловые эффекты, измене1пш энергии Гиббса реакций, степени превращения веществ и равновесные составы газовой смеси в зависимости от температуры в пределах от 248 до 1500 К и давления в пределах от 1 до 100 атм. [c.26]

При практической реализации илазмохимических ироцессов на первый план выступает проблема минимизации энергозатрат на получение полезного продукта. Для химических ироцессов в газоразрядных системах, в которых на начальной стадии - ири разогреве реагирующих веществ - не развиваются процессы, ведущие к созданию сильной неравновесности, существует возможность сравнительно простого анализа энергобаланса системы на основе термодинамического расчета степени конверсии (степени превращения реагентов в продукты), а также равновесного состава комиоиеитов системы в зависимости от энергии. [c.463]

Согласно принципу Ле-Шателье—Брауна, в данном случае повышению степени конверсии способствует снижение исходного парциального давления этилбензола. Этого можно добиться, проводя процесс при пониженном общем давлении или разбавляя реагент инертным веществом, например водяным паром, при сохранении общего давления, близкого к атмосферному (последний прием применяется в промышленности). Выведем общее уравнение для равновесия такого процесса. Если в исходной смеси содержится 1 моль этилбензола и М моль водяногопара, а степень равновесной конверсии этилбензола составляет Ха, то при равновесии общее число молей будет таким [c.243]

Наряду с начальными параметрами важное значение для удельной производительности реакторов имеет степень конверсии. Из ранее выведенных уравнений (стр. 309) очевидно, что для необратимых реакций при Ха 1 удельная производительность стремится к нулю и притом тем быстрее, чем выше порядок реакции. Для обратимых реакций то же происходит при приближении степени конверсии к ее равновесному значению, когда движущая сила реакции Ха — Ха) стремится к нулю. Особенно сильное снижение скорости и производительности с повышением степени конверсии наблюдается у реакций, тормозимых продуктами, что типично для гетерогеннокаталитических процессов, идущих с образованием хорошо адсорбирующихся веществ. В этих случаях оптимальную степень конверсии можно найти только при учете экономических факторов. При разных процессах органического синтеза она изменяется в очень широких пределах от 0,05 (для синтеза этанола из С2Н4 и Н2О) до 0,99 и выше (для некоторых реакций этерификации, гидрирования, хлорирования). [c.327]