Методы исследования каталитических процессов
Расчет показаний газожидкостной хроматограммы и жидкостной хроматограммы. Расчет материального баланса реакции. Масса спирта на входе в реактор. Проведение расчета выход конденсата, газа, ацетона в склянке Дрекселя. Вычисление показателей процесса.
| Рубрика | Химия |
| Вид | отчет по практике |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.01.2020 |
| Размер файла | 109,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«МИРЭА - Российский технологический университет»
РТУ МИРЭА
Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова (ИТХТ)
«Кафедра химии и технологии основного органического синтеза (ХТООС)»
18.03.01 Химическая технология
Отчёт по работе
«Методы исследования каталитических процессов»
Выполнили студенты группы ХЕБО-04-15:
Баранов С.С.
Андреева О.А.
Бланк В.А.
Руководитель к. х. н., доцент: Ошанина И.В.
Москва 2020
Опыт № 1
1. Температура в лаборатории 22,5°С (295,65К);
2. Барометрическое давление в лаборатории 742 мм. рт. ст.;
3. Расход спирта 20 мл/ч;
4. Температура печи во время опыта 375°С;
5. Состав катализатора Al2O3 + 0,5 % Na.
После выхода на стационарный режим проводился сам опыт. Показания приборов опыта представлены в таблице 1:
реакция материальный баланс конденсат
Таблица 1. Показания приборов в опыте №1
Показания газожидкостной хроматограммы:
СС3H6ср = 64,096 %; СН2ср = 35,904 %.
Показания жидкостной хроматограммы:
СИПС = 77,656 %; Сац = 16,201 %; СН2О = 6,143 %.
Расчет материального баланса
Масса спирта на входе в реактор:
VИПС = 39-14,6 = 24,4 мл.
СИПС = 0,7851 г/мл.
mИПС = 0,7851 * 24,4 = 19,1564 г.
Выход конденсата:
mпуст.колбы = 35,1720 г.
mколб+конд = 50,6250 г.
mконд = 50,6250 - 35,1720 = 15,453 г.
Выход газа:
Vгаза = 14,5-12,04 = 2,46 л.
=
Vгаза н.у. = = 2,22 л.
VC3H6 = Vгаза н.у. * СС3Н6 = 2,22 * 0,6406 = 1,44 л.
VH2 = Vгаза н.у. * СН2 = 2,22*0,35904= 0,8 л.
mH2 = MH2 *VН2/Vm = (2*0,8)/22,4= 0,072 г.
mС3Н6 = MС3Н6 *VС3Н6/Vm = (42*1,44)/22,4= 2,7г.
mгаз = mН2 + mС3Н6 = 2,7072 г.
Выход ацетона в склянке Дрекселя:
VT = 1,5 мл
V С3H6 = 5 мл
VH20 = 50 мл
NNaOH = C * V = 0,2 * 1,5 * 10-3 = 0,3 * 10-3
m = M*n = 58,08 * 0,3 * 10-3 = 0,0174
В таблице 2 представлен материальный баланс:
Таблица 2. Материальный баланс опыта №1
|
Вход, г. |
Выход, г. |
||
|
ИПС |
19,1564 |
||
|
Газы: |
2,707 |
||
|
Водород |
0,072 |
||
|
Пропилен |
2,700 |
||
|
Конденсат: |
15,453 |
||
|
ИПС |
12,000 |
||
|
Вода |
0,949 |
||
|
Ацетон |
2,503+0,0174 |
||
|
Всего |
19,1564 |
18,1776 |
Ошибка = * 100% = 5,1 %
Расчет показателей процесса
зН2ОИПС = NH2O / N°ИПС = (0,0527/0,3193) * 100% = 16,50 %
зацИПС = Nац / N°ИПС = (0,0434/0,3193) * 100% = 13,59 %
зН2ИПС = NH2 / N°ИПС = (0,036/0,3193) * 100% = 11,27 %
зС3Н6ИПС = NС3Н6 / N°ИПС = (0,064/0,3193) * 100% = 20,04 %
?Н2ОИПС = NH2O / (N°ИПС - NИПС) = (0,0527/(0,3193 - 0,2) * 100% = 44,17 %
?ацИПС = Nац / (N°ИПС - NИПС) = 0,0434/0,1193 * 100% = 36,37 %
?Н2ИПС = NH2 / (N°ИПС - NИПС) = 0,036/0,1193 * 100% = 30,17 %
?С3Н6ИПС = NС3Н6 / (N°ИПС - NИПС) = 0,064/0,1193 * 100% = 53,64%
x = * 100% = 37,37 %
Опыт № 2
1. Температура в лаборатории 22°С (295,15К);
2. Барометрическое давление в лаборатории 743 мм. рт. ст.;
3. Расход спирта 20 мл/ч;
4. Температура печи во время опыта 390°С;
5. Состав катализатора Al2O3 + 0,5 % Na.
После выхода на стационарный режим проводился сам опыт. Показания приборов опыта представлены в таблице 3:
Таблица 3. Показания приборов в опыте №2
Показания газожидкостной хроматограммы:
СС3H6ср = 71,372 %; СН2ср = 28,628 %.
Показания жидкостной хроматограммы:
Сац = 24,635 %; СИПС = 60,2955 %; СН2О = 15,0115%.
Расчет материального баланса
Масса спирта на входе в реактор:
VИПС = 14,1 мл.
СИПС = 0,7851 г/мл.
mИПС = 0,7851 * 14,4 = 11,0699 г.
Выход конденсата:
mпуст.колбы = 30,0825 г.
mколб+конд = 38,0353 г.
mконд = 7,9528 г.
Выход газа:
Vгаза = 2,14 л.
=
Vгаза н.у. = = 1,94 л.
VC3H6 = Vгаза н.у. * СС3Н6 = 1,94 * 0,71372 = 1,3846 л.
VH2 = Vгаза н.у. * СН2 = 1,94 * 0,28628 = 0,5553 л.
mH2 = nН2 * MH2 = 2*0,56/22,4= 0,05 г.
mС3Н6 = nС3Н6 * MС3Н6 = 42*1,38/22,4= 2,59 г.
mгаз = mН2 + mС3Н6 = 2,64 г.
Выход ацетона в склянке Дрекселя:
VT = 1,9 мл
V С3H6 = 5 мл
VH20 = 50 мл
NNaOH = C * V = 0,2 * 1,9 * 10-3 = 0,38 * 10-3
m = M*n = 58,08 * 0,3 * 10-3 = 0,022
В таблице 4 представлен материальный баланс опыта 2:
Таблица 4. Материальный баланс опыта 2.
|
Вход, г. |
Выход, г. |
||
|
ИПС |
11,0699 |
||
|
Газы: |
2,64 |
||
|
Водород |
0,05 |
||
|
Пропилен |
2,56 |
||
|
Конденсат: |
7,9528 |
||
|
ИПС |
4,795 |
||
|
Вода |
1,1938 |
||
|
Ацетон |
1,9638+0,022 |
||
|
Всего |
11,0699 |
10,6148 |
Ошибка = * 100% = 4,1 %
Расчет показателей процесса
зН2ОИПС = NH2O / N°ИПС = (0,0663/0,1844) * 100% = 35,95 %
зацИПС = Nац / N°ИПС = (0,0342/0,1844) * 100% =18,55 %
зН2ИПС = NH2 / N°ИПС = (0,025/0,1844) * 100% = 13,56%
зС3Н6ИПС = NС3Н6 / N°ИПС = (0,0609/0,1844) * 100% = 33,02%
?Н2ОИПС = NH2O / (N°ИПС - NИПС) = 0,0663/0,1046 * 100% = 63,38 %
?ацИПС = Nац / (N°ИПС - NИПС) = 0,0342/0,1046 * 100% = 32,69 %
?Н2ИПС = NH2 / (N°ИПС - NИПС) = 0,025/0,1046 * 100% = 23,90 %
?С3Н6ИПС = NС3Н6 / (N°ИПС - NИПС) = 0,0609/0,1046 * 100% = 58,22 %
x = * 100% = 56,68 %
Опыт № 3
1. Температура в лаборатории 22°С (295,15К);
2. Барометрическое давление в лаборатории 743 мм. рт. ст.;
3. Расход спирта 20 мл/ч;
4. Температура печи во время опыта 405°С;
5. Состав катализатора Al2O3 + 0,5 % Na.
Таблица 5. Показания приборов в опыте №3
Показания газожидкостной хроматограммы:
СС3H6ср =74,994 %; СН2ср = 25,006 %.
Показания жидкостной хроматограммы:
Сац = 29,28 %; СИПС = 44,21 %; СН2О = 26,465 %.
Расчет материального баланса
Расчет массы спирта, поданного в реактор:
VИПС = 36,4-23,2 = 13,2 мл.
rИПС = 0,7851 г/мл.
mИПС = 0,7851 * 13,2= 10,3633г.
?ИПС=9,1072/60=0,1518 моль
Собрано конденсата:
mпуст.колбы = 35,0653 г.
mколб+конд = 41,4311 г.
mконд = 6,3658 г
Образовалось газа:
Vгаза = 813,48-810,7= 2,88 л.
=
Vгаза н.у. = = 2,60 л.
Определяем объём, число молей и массу С3Н6 и Н2:
VC3H6 = Vгаза н.у. * СС3Н6 = 2,60 * 0,74994 = 1,95 л.
VH2 = Vгаза н.у. * СН2 = 2,60 * 0,2506 = 0,65 л.
mH2 = nН2 * MH2 = 0,65 * 2/22,4 = 0,06 г.
mС3Н6 = nС3Н6 * MС3Н6 = 1,95 * 42/22,4 = 3,66 г.
mгаз = mН2 + mС3Н6 = 3,72г.
Выход ацетона в склянке Дрекселя:
VT = 3,1 мл
V С3H6 = 5 мл
VH20 = 50 мл
NNaOH = C * V = 0,2 * 3,1 * 10-3 = 0,62 * 10-3
m = M*n = 58,08 * 0,62 * 10-3 = 0,036
Таблица 6. Расчет материального баланса опыта № 3
|
Вход, г. |
Выход, г. |
||
|
ИПС |
10,3633 |
||
|
Газы: |
3,72 |
||
|
Водород |
0,06 |
||
|
Пропилен |
3,66 |
||
|
Конденсат: |
6,3658 |
||
|
ИПС |
2,8143 |
||
|
Вода |
1,6847 |
||
|
Ацетон |
1,855+0,036 |
||
|
Всего |
10,3633 |
10,1218 |
Ошибка = * 100% = 2,3 %
Расчет показателей процесса
зН2ОИПС = NH2O / N°ИПС = (0,0936/0,1727) * 100% = 54,19 %
зацИПС = Nац / N°ИПС = (0,0328/0,1727) * 100% =18,99 %
зН2ИПС = NH2 / N°ИПС = (0,03/0,1727) * 100% = 17,37 %
зС3Н6ИПС = NС3Н6 / N°ИПС = (0,0871/0,1727) * 100% = 50,43 %
?Н2ОИПС = NH2O / (N°ИПС - NИПС) = 0,0936/0,126 * 100% = 72,28 %
?ацИПС = Nац / (N°ИПС - NИПС) = 0,0328/0,1046 * 100% = 26,03 %
?Н2ИПС = NH2 / (N°ИПС - NИПС) = 0,03/0,1046 * 100% = 23,80 %
?С3Н6ИПС = NС3Н6 / (N°ИПС - NИПС) = 0,0871/0,1046 * 100% = 69,12 %
x = * 100% = 72,84 %
Анализ полученных результатов
В таблице 7 представлены сводные данные по трем проведенным опытам.
Таблица 7. Сводные данные по проведенным опытам
|
Показатели процесса |
Опыт №1 (Т=375°С) |
Опыт №2 (Т=390°С) |
Опыт №3 (Т=405°С) |
|
|
чипс, % |
37,37 |
56,68 |
72,84 |
|
|
цС3Н6ипс, % |
53,64 |
58,22 |
69,12 |
|
|
цН2ипс, % |
30,17 |
23,90 |
23,80 |
|
|
цаципс, % |
36,37 |
32,69 |
26,03 |
|
|
цН2Оипс, % |
44,17 |
63,38 |
72,28 |
|
|
зС3Н6ипс, % |
20,04 |
33,02 |
50,43 |
|
|
зН2ипс, % |
11,27 |
13,56 |
17,37 |
|
|
заципс, % |
13,59 |
18,55 |
18,99 |
|
|
зН2Оипс, % |
16,50 |
35,95 |
54,19 |
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Основные химические свойства ацетона и изопропилового спирта, области применение и влияние на человека. Получение изопропилового спирта из ацетона. Тепловой и материальный баланс адиабатического РИВ и РПС. Программы расчёта и результаты, выбор реактора.
курсовая работа [255,0 K], добавлен 20.11.2012Схемы процессов изомеризации на катализаторах. Технологический расчет реакторного блока установки высокотемпературной изомеризации пентан-гексановой фракции. Расчет материального и теплового баланса, энтальпии водородсодержащего газа, параметров реактора.
курсовая работа [393,4 K], добавлен 23.01.2015Последовательность расчета материального баланса реактора синтеза аммиака. Мольные потоки компонентов. Работа реакторов идеального вытеснения и полного смешения. Определение зависимости производительности реактора от давления и начальной концентрации.
контрольная работа [197,0 K], добавлен 06.10.2014Расчет и проектирование абсорбера с ситчатыми тарелками, работающих при атмосферном давлении для поглощения паров ацетона из паровоздушной смеси. Определение условий равновесия процесса. Расчет скорости газа и диаметра абсорбера, коэффициента массоотдачи.
курсовая работа [866,2 K], добавлен 08.09.2014Описание процесса производства изопропилового спирта методом сернокислой гидратации пропилена. Характеристика сырья и готовой продукции. Расчет холодильника, материального и теплового баланса колонны. Технико-экономические показатели работы установки.
дипломная работа [202,5 K], добавлен 27.11.2014Исходное сырье для производства этилового спирта и способы его получения. Физико-химическое обоснование основных процессов производства этилового спирта. Описание технологической схемы процесса производства, расчет основных технологических показателей.
курсовая работа [543,6 K], добавлен 04.01.2009Реактор идеального вытеснения. Реактор полного смешения. Изменение скорости окисления SO. Расчет изменения температуры через адиабатический коэффициент. Вычисление равновесных концентраций веществ, константы равновесия. Вычисление парциальных давлений.
курсовая работа [278,9 K], добавлен 20.11.2012Расчет полезного объема реактора и определение направлений оптимизации технологического процесса по приготовлению катализатора гидрохлорирования ацетилена. Составление материального и теплового баланса процесса и его технико-экономическое обоснование.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 05.12.2013Производство ацетона брожением крахмала. Производство ацетона из изопропилового спирта. Обоснование создания эффективной ХТС. Определение технологической топологии ХТС. Построение математической модели ХТС. Свойства и эффективность функционирования.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 12.02.2009Химические свойства и получение в промышленности изопропилового спирта, его применение. Расчет теоретического и практического материального баланса, термодинамический анализ реакций. Расчет изменения энтропии, константы равновесия, теплоты сгорания.
курсовая работа [265,6 K], добавлен 08.03.2011Расчет одной из стадий процесса производства азотной кислоты - окисление оксида азота. Составление материального баланса для контактного аппарата, котла-утилизатора и окислителя. Определение температуры газа на выходе из окислителя, вычисление его объема.
курсовая работа [306,1 K], добавлен 20.10.2011Физико-химический метод разделения компонентов сложных смесей газов, паров, жидкостей и растворенных веществ, основанный на использовании сорбционных процессов в динамических условиях. Хроматографический метод. Виды хроматографии. Параметры хроматограммы.
реферат [21,6 K], добавлен 15.02.2009Области применения акрилонитрила для синтетических высокополимерных веществ, основные виды используемого сырья. Физико-химические основы процесса производства нитрила акриловой кислоты. Расчет материального и теплового баланса, параметров реактора.
курсовая работа [369,2 K], добавлен 02.01.2015Обзор методов получения глюкозы. Анализ основной реакции: физические, химические свойства и электронная структура целлюлозы, глюкозы и воды. Механизм и кинетическая модель реакции, расчет материального и теплового баланса, расчет объема реактора.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 14.05.2011Стадии взаимодействия газообразных реагентов на поверхности твердого катализатора. Соотношение скоростей химической реакции и диффузии на примере необратимой реакции. Расчет адиабатических реакторов для реакций, протекающих в кинетической области.
презентация [428,6 K], добавлен 17.03.2014Характеристика химического продукта - HF-газа, методы его получение. Характеристика основного и вспомогательного сырья, стадии технологического процесса, отходы и их обезвреживание. Расчеты материального баланса производства, расходных коэффициентов.
курсовая работа [885,5 K], добавлен 20.06.2012Классификация реакций поликонденсации, глубина ее протекания, уравнение Карозерса. Влияние различных факторов на молекулярную массу и выход полимера при поликонденсации. Методы осуществления реакции. Полимеры, получаемые реакцией поликонденсации.
контрольная работа [420,8 K], добавлен 19.09.2013Создание и описание технологической схемы получения сульфида натрия восстановлением сульфата. Составление материального баланса процесса. Расчет технико-экономических показателей процесса. Теоретический и фактический расходные коэффициенты по сырью.
контрольная работа [150,9 K], добавлен 13.01.2015Кинетические закономерности каталитического процесса, их определение истинной кинетикой реакции на активной поверхности и условиями массопереноса и теплопереноса. Определение оптимальной температуры в каждом сечении реактора идеального вытеснения.
реферат [693,0 K], добавлен 23.10.2010Процесс произведения нитробензола и составление материального баланса нитратора. Определение расхода реагентов и объёма реактора идеального смешения непрерывного действия при проведении реакции второго порядка. Расчет теплового эффекта химической реакции.
контрольная работа [247,6 K], добавлен 02.02.2011
