Основы проектирования химических производств. Косинцев В.И - 163 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

;
NNNNNNNN
n
S
SS
R
RR
B
BB
A
AA
νννν
0000
−
=
−
=
−
=
−
=
0 0 0 0
ν ν ν
A A B B R R S S
A B R S
W W W W W W W W
w .
v
− − − −
= = = =
Индекс «0» относится к начальному количеству компонента.
Эти равенства дают основание получить следующие уравнения матери-
ального баланса по компоненту для простой реакции:
.wWW;nNN
iiiiii
⋅+=⋅+=
νν
00
Пример 7.1. Реакция гидрирования фенола до циклогексанола проте-
кает по уравнению
С
6
H
5
OH + 3H
2
= C
6
H
11
OH, или A + 3B = R.
Вычислить количество образовавшегося продукта, если начальное ко-
личество компонента А было 235 кг, а конечное – 18,8 кг.
Решение: Запишем реакцию в виде R – A – 3B = 0. Молекулярные мас-
сы компонентов: M
A
= 94 кг/кмоль, M
B
= 2 кг/кмоль и M
R
= 100 кг/кмоль. То-
гда мольные количества фенола в начале и в конце реакции будут:
.кмоль2,0
94
8,18
кмоль;5,2
94
235
0
====
AA
NN
.,
,,
32
1
5220
=
−
−
=
n
Количество образовавшегося циклогексанола будет равно
.кг2303,2100иликмоль3,23,210
=⋅==⋅+=
RR
mN
Определение стехиометрически независимых реакций в их системе при мате-
риальных и тепловых расчетах реакционных аппаратов необходимо для ис-
ключения реакций, являющихся суммой или разностью некоторых из них.
Такую оценку наиболее просто можно осуществить по критерию Грама.
Чтобы не проводить излишних расчетов, следует оценить, является ли
система стехиометрически зависимой. Для этих целей необходимо:
− транспонировать исходную матрицу системы реакций;
− умножить исходную матрицу на транспонированную;
− вычислить определитель полученной квадратной матрицы.
Если этот определитель равен нулю, то система реакций стехиометрически
зависима.
Пример 7.2. [76] Имеем систему реакций:
FeO + H
2
= Fe + H
2
O;
Fe
2
O
3
+ 3H
2
= 2Fe + 3H
2
O;
FeO + Fe
2
O
3
+ 4H
2
= 3Fe + 4H
2
O.
Эта система стехиометрически зависима, так как третья реакция является
суммой двух других. Составим матрицу
163

Страницы