|
|
|
Главная --> Справочник терминов Постоянная температура Постоянная концентрация воды [Н,О] входит в константу равновесия К . — постоянная концентрация ~ 1012 дефектов/см3, Процесс проводится в аппарате идеального смешения, поэтому при установившемся состоянии достигается постоянная концентрация х продукта реакции. Изменение концентрации продуктов реакции при протекании процесса составляет Постоянная концентрация воды [Н2О] входит в константу равновесия Кв. В лимитирующей стадии реакции могут участвовать реагенты А и В, хотя в уравнении скорости появляется только [А]. Это происходит при наличии большого избытка В, скажем, в 100 раз превышающего А по молярному объему. При этом на реакцию с А расходуется только 1 моль В, а 99 молей В остаются неизрасходованными. В таких случаях очень трудно измерить изменение концентрации В во времени, и это редко пытаются делать, особенно если В одновременно является растворителем. Поскольку концентрация избыточного реагента В практически не меняется во времени, реакция имеет кажущийся первый порядок по А, хотя в действительности и А и В участвуют в лимитирующей стадии. Такие реакции часто называют реакциями псевдопервого порядка. Псевдопорядок реакции возникает также в тех случаях, когда одним из реагентов является катализатор, концентрация которого не меняется во времени, так как он регенерируется так же быстро, как и расходуется, или когда реакцию проводят в среде, где поддерживается постоянная концентрация реагента, например в буферном растворе, где реагентами являются Н+ или ОН~, Условия псевдопервого порядка часто используются в кинетических исследованиях для удобства проведения экспериментов и расчетов. Соляную кислоту (чаще всего газообразный НС1) пропускают в спиртовой j твор карбоновой кислоты до его насыщения. Этот метод дозволяет проводить эт фикаций нестойких соединений в мягких условиях при комнатной температур^ а иногда даже при охлаждении. Однако обычно нагревание с обратным холодильник** необходимо и в случае применения соляной кислоты; постоянная концентрация НС при этом поддерживается дополни тельным медленным введением газообразного НС' Схема дозирования кислорода на всасывание компрессора реакционного давления приведена на рис. 2.4, б. В этом случае в емкости 8-приготавливается этилен-кислородная смесь. С помощью расходомера этилена 5 и регулятора соотношения потоков этилена и кислорода 6 в емкости 8 всегда поддерживается постоянная концентрация кислорода в этилене в пределах 1-4% (по массе) (при концентрации этилена более 6% смесь становится взрывоопасной). Далее этилен-кислородная смесь сжимается дозировочным компрессором 9 до давления 25—30 МПа и через буферную емкость 11 и регулирующий клапан 12 вводится в трубопровод этилена. Концентрация кислорода в реакционной смеси регулируется в необходимых пределах регулятором расхода 13. Постоянная концентрация воды [Н.,0] входит в константу равно- чение всего процесса постоянная концентрация с4 = с0 Как и предполагалось, скорость удаления лигнина была выше при большей скорости потока. Удаление лигнина происходило быстрее при перколяционном, чем при периодическом методе варки. По-видимому, в первом случае имела значение постоянная концентрация едкого натра в противоположность значительному падению его концентрации при втором методе. Помимо пригодности для подходящего интервала рН, буферная система должна иметь достаточную емкость, чтобы поддерживалась постоянная концентрация водородных ионов на границе раздела. Этого частично достигают использованием концентраций буферных растворов не меньше 0,1 М. Однако использование очень высоких концентраций приводит к солевым эффектам, так как ионная сила* становится при этом такой большой, что вызывает заметные отклонения коэффициентов активности от единицы. Необходимо избегать слабых буферных систем, которые медленно достигают положения равновесия и поэтому не могут поддерживать постоянство рН. Реакция конденсации изобутилена с формальдегидом протекает с выделением теплоты, постоянная температура в зоне реакции поддерживается подачей охлажденного парового конденсата в межтрубное , пространство реакторов 71; 72, 73. Для более равномерного съема температуры реакции на одной из линий перетока реакционной массы из реактора 7г в реактор 72 установлен промежуточный холодильник 9. Реакционная масса отбирается двумя потоками с верха последнего по ходу процесса реактора 73, охлаждается соответственно в холодильниках 10 и 11 и поступает на расслаивание в отстойник 1'2. Водный слой из нижней части отстойника 12 подается на дополнительный отстой в сепаратор 15, затем собирается в емкость 16 и направляется на переработку водного слоя. Сепаратор 15 и емкость 16 для дегазации оборудованы внутренним змеевиком, обогреваемым конденсатом. Масляный слой (органические продукта) из верхней части отстойника 12 лпбдается на отмывку от непрореагировавшего формальдегида и щавелевой кислоты в скруббер 13. Отмывка осуществляется обессоленной водой при температуре 40—50 °С и давлении 0,14—0,18 МПа. Количество воды, подаваемой в скруббер 13, по отношению к масляному слою составляет 1 : (104-13). Дифенилолпропан из бункера-дозатора / подается в аппарат 2, в котором при перемешивании готовится водный раствор дифенолята натрия. Полученный раствор из сборника 3 через дозатор 4 непрерывно поступает в реактор каскада реакторов 6. Сюда же подаются метиленхлорид и фосген. Образующийся низкомолекулярный поликарбонат перетекает в реактор 7. В реактор 8 каскада (для повышения молекулярного веса поликарбоната) подается катализатор (алкиларилхлорид аммония). Во всех реакторах поддерживается постоянная температура, равная 30 °С. Если обеспечить равномерный тепловой поток по длине трубы, то температура стенки будет непрерывно возрастать и труба будет работать неэффективно. Оптимальной является постоянная температура стенки трубы. Для этого профиль теплонапрякения должен быть таким, как это показано на рис.46. Безусловно, в реальных конструкциях печей тако!< продашь выдераатъ невозможно, но достаточное приближение к нему осуществимо. Наиболее четко регулирование теплового потока осуществимо в печах с излучающими горелками. Например, в печах "Селас" выдерживается почти постоянная температура стенки по длине,исключая на- Диэлектрическая постоянная Температура плавления, °С Показатель преломления 1,61 (при 0 °С) —188 1,2899 (при 20 °С) 1,875 (при 20 °С) —138,4 1,3543 (при 13 °С) —159,4 Термические соотношения в контактных аппаратах. Химические реакции в контактных аппаратах могут протекать как при постоянной, так и при изменяющейся температуре, независимо от того; сопровождается процесс выделением или поглощением тепла и независимо от характера изменения температуры теплоносителя или хладоагента. Постоянная температура процессов контактирования является условием наиболее гладкого протекания их, однако постоянство температуры может быть достигнуто далеко не всегда. Как известно, степень превращения реагирующего вещества изменяется по длине реакционного объема непропорционально его длине. Исключением являются реакции нулевого порядка, для которых характерна прямолинейная зависимость между степенью превращения и длиной реакционного объема. 1. Постоянная температура контактных процессов может быть достигнута в случае использования хладоагента, имеющего постоянную температуру (кипящая жидкость), при условии, если реакция имеет нулевой порядок или если концентрация катализатора изменяется по длине реакционных элементов. В этом случае тепло выделяется по длине трубки равномерно и вследствие постоянной разности температур отводится также равномерно. Равномерность выделения тепла обусловливается либо характером реакции (нулевой порядок), либо соответствующим (неравномерным) разбавлением катализатора инертным веществом. 2. Постоянная, вернее, практически постоянная температура контактирования может быть достигнута при использовании хладоагента, имеющего переменную температуру и движущегося параллельно реагирующим газам. В этом случае в начале реакционного элемента выделяется большое количество тепла, компенсируемое его интенсивным отводом, обусловленным наибольшей разностью температур на этом участке реакционного элемента. Автоматическое регулирование температуры контактирования без применения обычных терморегуляторов основано на использовании высококипящих жидкостей в качестве среды, в которую погружена контактная трубчатка. Жидкости кипят при температуре реакций; следовательно, сохраняется постоянная температура процесса и при этом отводится избыточное тепло реакции. Для этих целей пригодны ртуть и некоторые высококипящие Насыщенные пары нагревают газы, поступающие на контактирование, и при этом частично конденсируются. Поскольку для нагревания газообразных реагентов обычно не требуется больших затрат тепла, а количество выделяющегося реакционного тепла весьма значительно, часть паров хладо-агента остается в несконденсировавшемся состоянии и удаляется из кожуха конвертора / в холодильник по трубе 2. В холодильнике пары хладоагента конденсируются, конденсат стекает при температуре кипения в кожух конвертора по трубе 3. Вследствие этого в кожухе конвертора все время поддерживается постоянная температура и из реакционного пространства отводится все избыточное тепло. Теплообменник 4 может быть выполнен в виде котла-утилизатора, в этом случае тепло реакции будет использоваться для получения водяного пара. Наиболее распространенным граничным условием, которое чаще всего встречается в процессе переработки, является постоянная температура поверхности контакта. Обобщает это условие заданная температура поверхности, которая может быть представлена некоторой функцией времени Т (О, t). Подобное граничное условие может быть получено -при контакте с поверхностью, температура которой регулируется, или при контакте с жидкой или газообразной средой, имеющей большой коэффициент теплоотдачи. Первое наблюдается при нагреве или плавлении в большинстве машин для переработки полимеров, второе — при охлаждении и застывании (например, при охлаждении экструдируемых изделий в водяных ваннах).  Постепенно вытесняется Постепенно увеличивая Постоянный коэффициент Постоянных значениях Постоянным значением Постоянная температура Постоянной растворителя Получения поливинилхлорида Постоянного магнитного |
- |
Навигация