Федеральное агентство по образованию.
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального
образования.
Самарский государственный технический университет.
Кафедра: "Технология органического и нефтехимического синтеза"
Курсовой проект
по курсу:
"Теория химических процессов органического синтеза"
Выполнил: студент III – ХТ – 2 Степанов А.А.
Руководитель: доцент, к. х. н. Нестерова Т.Н.
Самара 2006 г.
Задание №1
Решение: при алкилировании бензола пропиленом в присутствии любых катализаторов происходит последовательное замещение атомов водорода с образованием смеси продуктов разной степени алкилирования:
Каждая из реакций при умеренной температуре является практически необратимой. Однако при катализе хлористым алюминием и достаточно жестких условиях катализа алюмосиликатами цеолитами происходит обратимая реакция переалкилирования с межмолекулярной миграцией алкильных групп.
Составим таблицу распределения мол. долей исх. вещества:
Таблица 1
Компонент % масс. М G Кол-во мол. исх. в-ва пропилен бензол 1. пропилен 0,05 42,08 0,0012 0,0012 0 2. бензол 1,07 78,11 0,0137 0 0,0137 3. ИПБ 45,00 120, 20 0,3744 0,3744 0,3744 4. о-диИПБ 0,25 162,28 0,0015 0,0031 0,0015 5. п-диИПБ 15,00 162,28 0,0924 0,1849 0,0924 6. м-диИПБ 30,28 162,28 0,1866 0,3732 0,1866 7.1,2,4-триИПБ 1,15 204,36 0,0056 0,0169 0,0056 8.1,3,5-триИПБ 7, 20 204,36 0,0352 0,1057 0,0352
Степень конверсии пропилена определяется по формуле:
Степень конверсии бензола определяется по формуле:
Селективность по отношению к пропилену по рассматриваемым продуктам рассчитывается по формуле: , по отношению к бензолу: .
Результаты расчетов приведены в табл.2.
Таблица 2
Селективность по По отношению к пропилену бензолу ИПБ 0,3538 0,5381 о-диИПБ 0,0029 0,0022 п-диИПБ 0,1747 0,1328 м-диИПБ 0,3527 0,2682 1,2,4-триИПБ 0,0160 0,0081 1,3,5-триИПБ 0,0999 0,0506 Σ 1,0000 1,0000
Проверка: ,
,
.
Выход продуктов на пропущенный пропилен рассчитывается по формуле: , выход продуктов на пропущенный бензол рассчитывается по формуле: .
Результаты расчетов представлены в табл.3:
Таблица 3
Выход По отношению к пропилен бензол ИПБ 0,3534 0,5277 о-диИПБ 0,0029 0,0022 п-диИПБ 0,1745 0,1303 м-диИПБ 0,3523 0,2630 1,2,4-триИПБ 0,0159 0,0079 1,3,5-триИПБ 0,0998 0,0497 Σ 0,9989 0,9807
Задание 2.
Решение: Схема реакции представлена на рис.1:
Рис.1. Дегидрирование н-бутана.
Схема реактора представлена на рис.2.
Рис.2. Схема теплового баланса реактора.
Тепло, входящее в реактор, определяется по формуле:
, (1) здесь:
,
,
- определено для Т = 800К из логарифмического полиномиального уравнения, полученного по табличным данным;
определено для Твх из логарифмического полиномиального уравнения для Ср н-пентана с помощью функции "Поиск решения" программы "Microsoft Excel";
- для 1000К определено по табличным данным;
- определено для Твх из полиномиального уравнения для Ср воды с помощью функции "Поиск решения" программы "Microsoft Excel";
, ,
С помощью функции "Поиск решения" программы "Microsoft Excel" методом наименьших квадратов определено значение Твх = 966К.
Энтальпия реакции при данной Твх:
Теплота реакции определяется величиной энтальпии реакции, массового расхода реагента, степенью конверсии реагента. ............
