Оптимизация технологических процессов органического синтеза. Бочкарев В.В. - 150 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

150
низма, кинетики, химического и газо-жидкостного равновесия процесса
приведено в обзоре Cybulski A. Catalysis Reviews: Science and Engineer-
ing. – V. 36, №4. – PP. 557615.
«Жидкофазный» процесс синтеза метанола проводят в присутст-
вии инертного высококипящего растворителя, который в условиях про-
цесса (T=220260
o
C, P=5080 атм.) находится в жидкой фазе. Как от-
мечалось выше, особенностью протекания химических реакций в гете-
рофазной системе является то, что между жидкой фазой и газовой фазой
устанавливается динамическое равновесие независимо от того в какой
фазе протекает сам химический процесс.
В таблице 5.5 приведен материальный баланс модельного процес-
са синтеза метанола в жидкой фазе при Т=513 К, Р=66,6 атм. Состав ис-
ходного синтез газа, мол. д.: CO – 0,146014; CO
2
– 0,074893; H
2
–
0,739483; N
2
– 0,002909; CH
4
– 0,035275; H
2
O – 0,001426. В качестве
инертного растворителя принят высококипящий углеводород С
16
Н
34
с
нормальной температурой кипения 556,8 К. Расчет равновесного состава
проводился с использованием моделирующей программы ChemCad.
Принято, что в системе протекают две независимые реакции:
1
2 3
CO 2H CH OH
p
K
;
2
2 2 2
CO H CO H O
p
K

.
Зависимость констант равновесия от температуры описывается
уравнениями:
1
ln 28,7235 11651,59
p
K T
;
2
ln 4,5817 4775,6
p
K T
.
Для сравнения в табл. 5.6 представлен материальный баланс газо-
фазного равновесного процесса синтеза метанола при тех же параметрах
процесса.
Сравнение результатов табл. 5.5 и 5.6 показывает, что с термоди-
намической точки зрения «жидкофазный» процесс более выгоден, чем
газофазный. Равновесная степень конверсии оксидов углерода в мета-
нол для «жидкофазного» процесса составляет 0,630, против 0,570 для
газофазного процесса.
Увеличение степени конверсии оксидов углерода в метанол для
«жидкофазного» процесса можно объяснить следующим образом. Если
в реагирующей системе присутствует инертный жидкий растворитель,
то он участвует в фазовом равновесии. Часть метанола и воды перехо-
дит в жидкую фазу, парциальные давления этих компонентов в газовой
фазе уменьшаются, что приводит к сдвигу химического равновесия обе-
их реакций в сторону продуктов.
Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com)

Страницы