Санкт-Петербургский государственный технологический институт

(Технический университет)

Кафедра

Факультет химической и

биотехнологии

Курс III

Группа 2294

Курсовая работа

Тема: Выбор реактора для проведения реакции окисления хлористого водорода

Студент: Татлыбаева Светлана

Руководитель: Нефедова Любовь Александровна

Оценка за курсовую работу:

Дата защиты :

Санкт-Петербург

2012

Содержание

Задание...……………………………………………………………...…………………………………………...………… 3

Цели и задачи...……………………………………... ………...…………………………………………………………..4

Введение....................................................................................................................................................................5Процесс оксихлорирования.……………………………………………………………………….………………...7

Математические модели химических реакторов………..………….……………………………………8

Модель РИВ (реактора идеального вытеснения)…..…………………………………………8

Модель РПС (реактора полного смешения)……......……………..…...…………………………10

Выбор химического реактора……. ……………...………...……………………………….……………………13

Анализ полученных зависимостей..........................................................................................17

Заключение…...……………………………………………………………………………………………………….…...19

Список использованной литературы …………………………………………………...……………………20

Задание.

Проанализировать изменение скорости окисления хлористого водорода от температуры и давления:

4HCl + O₂ = 2H₂O + 2Cl₂

Состав исходной газовой смеси (мольн. доли):

HCl – 0.3 , Cl – 0.04, H₂O_пар = 0.04, остальное воздух.

Энергии активации и предэкспоненты в уравнении прямой и обратной скоростей реакций, соответственно равны:

Е1 = 19800 кДж/кмоль

E2 = 46000 кДж/кмоль

k01 = 9.82·E2

k02 = 1.13·E1

Кинетическое уравнение окисления:

U= k1·P_HCl / P_H2O · (P_O2 / P_Cl2)^0.75 – k2·P_Cl2^0.75 · P_H2O^0.5 / P_HCl^2]

[U] =

Цели и задачи.

1. Сравнить адиабатический реактор идеального вытеснения и полного смешения в зависимости от степени превращения, если объемный расход газовой смеси 100 м³ / c.

2. Построить график скорости реакции и объема реактора от степени превращения (Х) и подсчитать производительность, если Х конечная 0.6 .

Введение

Технология- наука о способах и процессах производства промышленных продуктов из природного сырья. В механической технологии рассматривают процессы, в которых изменяется форма или внешний вид и физические свойства материала, а в химической- процессы коренного изменения состава, свойств и внутреннего строения веществ. Химическая технология – это наука о наиболее экономичных и экологически обоснованных методах химической переработки сырых природных материалов в предметы потребления и средства производства.

Современная химическая технология использует достижения естественных и технических наук, изучает и разрабатывает совокупность физических и химических процессов, машин и аппаратов, оптимальные пути осуществления этих процессов и управления ими при промышленном производстве различных веществ, продуктов, материалов.

Химическая технология базируется на химических науках, таких, как физическая химия, химическая термодинамика и химическая кинетика, а также развивает закономерности этих наук в приложении к крупномасштабным промышленным процессам, она тесно связана с экономикой, физикой, математикой, кибернетикой, прикладной механикой, другими техническими науками.

По мере развития химической промышленности содержание химической технологии обогащалось новыми сведениями, закономерностями. Значительный прогресс науки в последние годы связан с применением современных вычислительных средств для решения теоретических и прикладных задач. Новые открытия тесно связывают науку с производством, что позволяет более рационально использовать сырье и топливно-энергетические ресурсы, создавать безотходные производства, где процессы протекают с высокими скоростями в оптимальных условиях с получением продуктов высокого качества.

Химическая технология играет важную роль в химической промышленности, которая является одной из ведущих отраслей народного хозяйства, ей принадлежит определяющая роль в ускорении научно-технического прогресса, повышении эффективности общественного производства и, материального и культурного уровня жизни людей.

Химическая технология является материальной базой химизации народного хозяйства. Химизация становится необходимой и обязательной частью во всех аспектах человеческой деятельности. Многие проблемы, связанные с получением сырья из различных источников связаны с химической технологией, поэтому важно ее развивать.

Химическая промышленность и другие производства, включающие химические процессы и аппараты, являются источниками загрязнения атмосферы и окружающей среды. Проектирование и выбор аппарата также должен учитывать этот аспект, выбор ректификационной колонны, реактора является важным критерием, определяющим технологический процесс.

Эффективность химического производства обеспечивается за счет систематического повышения его технического уровня на основе использования мощных, непрерывных, малостадийных и менее энергоемких аппаратов. Химико-технологический процесс представляет собой совокупность операций, позволяющих получить целевой продукт из исходного сырья. Скорость всех этапов операций будет зависеть от температурного режима, наличия примесей, а самое главное – от гидромеханических, тепло- и массообменных, химических процессов, протекающих в аппарате. Анализ единичных процессов, их взаимного влияния позволяет разработать технологический режим и рассчитать аппараты, реакторы, необходимые для проведения этих процессов в оптимальных условиях (сочетание основных параметров – температуры, давления, состав исходной реакционной смеси, катализаторов), т.е. таких, которые позволяют получить наибольший выход продукта с высокой скоростью или обеспечить наименьшую себестоимость.

Важная задача химической технологии-разработка и построение рациональной технологической схемы, а соответственно и выбор реактора, аппарата.