5 Определение равновесной степени превращения

Таблица 12 – Молярный баланс реакции

	A	Y	B
	1	1	–

Степени превращений для различных температур рассчитываются методом подбора. Полученные результаты представлены в таблице 13.

Таблица 13 – Значения степеней превращения в зависимости от температуры протекания реакций

Температура, К	Степень превращения
350	0,8506
400	0,6565
450	0,4071

6 Расчет равновесного состава системы

Равновесный состав (мольная доля) рассчитывается по формуле (11) и вносится в таблицу 14:

1. При температуре 350 К

2. При температуре 400 К

3. При температуре 450 К

Таблица 14 – Мольная доля компонентов в зависимости от температуры реакции

Вещество	Мольная доля
	350 К	400 К	450 К
Метанол	0,1300	0,2557	0,3722
Изобутилен	0,1300	0,2557	0,3722
Метилтретбутиловый эфир	0,7400	0,4886	0,2556
	1,0000	1,0000	1,0000

Согласно таблице 14 строим графики зависимости N_i = f(Т)

1 – для компонентов А,Y; 2 – для компонента B

Рисунок 1 – Зависимость равновесного состава компонентов в равновесной смеси от температуры

7 Рассчет теплового эффекта реакции

Для каждой групповой составляющей метанола находим значение ∆H [1] и записываем их в таблицу 15.

Таблица 15 – Значения ∆H  для каждой групповой составляющей метанола при 350, 400, 450 К (по Франклину)

P ∆H, ккал/моль	Температура, К
	350	400	450
СН3–	-10,42	-10,71	-10,97
­ОН(перв)	-42,21	-42,52	-42,82
	-52,63	-53,23	-53,79

Для каждой групповой составляющей изобутилена находим значение ∆H [1] и записываем их в таблицу 16.

Таблица 16 – Значения ∆H для каждой групповой составляющей изобутилена при 350, 400, 450 К (по Франклину)

P ∆H, ккал/моль	Температура, К
	350	400	450
2∙(СН3–)	2∙(-10,42)	2∙(-10,71)	2∙(-10,97)
H2C=C	16,78	16,68	16,61
	-4,06	-4,74	-5,33

Для каждой групповой составляющей метилтретбутилового эфира находим значение ∆H [1] и записываем их в таблицу 17.

Таблица 17 – Значения ∆H для каждой групповой составляющей метилтретбутилового эфира при 350, 400, 450 К (по Франклину)

P ∆H, ккал/моль	Температура, К
	350	400	450
4∙(СН3–)	4∙(-10,42)	4∙(-10,71)	4∙(-10,97)
С	0,94	1,07	1,26
–O–	-27,20	-27,20	-27,20
	-67,95	-68,97	-69,80

Тепловой эффект химической реакции рассчитывается по формуле (12):

где – стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции;

– рассчитанный тепловой эффект для каждого соединения.

,

,

.

Рассчитываем тепловой эффект килоджоулях на килограмм получившегося метилтретбутилового эфира и заносим в таблицу в таблицу 18:

,

,

.

Таблица 18 – Значения теплового эффекта реакции в зависимости от температуры протекания реакций

Температура, К	, кДж/кг
350	-535,7
400	-523,94
450	-509,13

Составляем материальный баланс (Таблица 19).

Расчет расходных коэффициентов метанола и изобутилена на 1 т метилтретбутилового эфира.

Таблица 15 - Материальный баланс реакции при 350 К при получении 10000 кг/ч метилтретбутилового эфира

Компоненты	Мм	Взято				Получено
		кг/ч	мас. доля, %	кмоль	мол. доля, %	кг/ч	масс. доля, %	кмоль	мол. доля, %
Метанол	32	4274,92	0,3636	133,59	0,5000	638,56	0,0543	19,95	0,1300
Изобутилен	56	7481,11	0,6364	133,59	0,5000	1117,47	0,0951	19,95	0,1300
Метилтретбутиловый эфир	88	–	–	–	–	10000,00	0,8506	113,64	0,7401
итого	–	11756,03	1,0000	267,18	1,0000	11756,03	1,0000	153,55	1,0000

Выводы

Список использованных источников

1 Казанская А.С. Расчеты хим равновесий. Сборник примеров и задач: учебное пособие для вузов, А С Казанская, В А Скаблою –М.: Высшая школа, 1974 -288с

2 Сталл Д. Химическая термодинамика органических соединений / Д Сталл, Э. Вестреч, Г зинке. –М.: издательство “Мир”, 1971 – 807 с