化工生產(chǎn)基礎(chǔ)理論ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-03-22 01:52本頁(yè)面
【正文】 壓力 壓力升高，反應(yīng)平衡向分子數(shù)減少的方向移動(dòng) (3)反應(yīng)物組成 化學(xué)工業(yè)出版社 三、動(dòng)力學(xué)分析 圖 35 反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系 催化劑是提高反應(yīng)速率的一種最常用、也是很有效的辦法 。 化學(xué)工業(yè)出版社 四、工藝參數(shù)的確定 (1)溫度與化學(xué)反應(yīng)速率的角度考慮 (2)溫度變化對(duì)催化劑性能和使用影響的角度考慮 (3)溫度對(duì)反應(yīng)效果影響的角度來(lái)考慮 (4)溫度對(duì)設(shè)備材質(zhì)等因素約束的角度來(lái)考慮 (1)催化劑性能的角度考慮 (2)化學(xué)平衡的角度考慮 (3)生產(chǎn)安全角度考慮 化學(xué)工業(yè)出版社 四、工藝參數(shù)的確定 (1)從化學(xué)平衡的角度 (2)安全生產(chǎn) (1)適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化率 (或選擇性等 )所需的時(shí)間 (2) 催化劑的性能 化學(xué)工業(yè)出版社 案例 1：吸熱反應(yīng)過程影響因素分析 乙苯脫氫 一、基本原理 化學(xué)工業(yè)出版社 工業(yè)生產(chǎn)上，適宜的溫度為 600℃ 左右。 降低壓力有利于脫氫反應(yīng)?？倝簞t采用略高于常壓以克服系統(tǒng)阻力，同時(shí)為了維持低壓操作，應(yīng)盡可能減小系統(tǒng)的阻力。 因此水蒸氣與乙苯的比例應(yīng)適當(dāng)。一般絕熱式反應(yīng)器脫氫所需水蒸氣量約比等溫列管式反應(yīng)器脫氫大 l倍左右。 要求原料乙苯沸程應(yīng)在 135～ ℃ 之間，二乙苯含量應(yīng)小于 ％。 所以最佳空速范圍應(yīng)綜合原料單耗、能量消耗及催化劑再生周期等因素選擇確定。 二、工藝條件的確定 化學(xué)工業(yè)出版社 三、工藝控制方案 圖 37 乙苯脫氫控制方案圖 化學(xué)工業(yè)出版社 案例 2：放熱反應(yīng)過程影響因素分析 二氧化硫催化氧化轉(zhuǎn)化成三氧化硫 一、二氧化硫催化氧化的基本原理 二氧化硫的氧化反應(yīng)是在催化劑的存在下進(jìn)行的，是一個(gè)可逆、放熱及體積縮小的反應(yīng)： 其平衡常數(shù)可表示為： 322* ( )* ( )[ * ( )]p S OKpP S O P O? 化學(xué)工業(yè)出版社 二、反應(yīng)熱力學(xué)分析 表 3 3 二氧化硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)的熱效應(yīng) 由于二氧化硫的氧化反應(yīng)是體積縮小的反應(yīng)，因此，增高系統(tǒng)的壓力可以提高平衡轉(zhuǎn)化率（如表 3 4 ） 。 表 3 4 二氧化硫轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù) 化學(xué)工業(yè)出版社 三、動(dòng)力學(xué)分析 22 23( ) * ( )( ) [ ]()y SO y SOv k y Oy SO??波列斯科夫方程： 化學(xué)工業(yè)出版社 四 、 工藝條件的確定 工業(yè)生產(chǎn)上最常用的原料氣組成為： SO2 7％～8％， O2 ％～ 11％， N2 82％。 圖 38 反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系 圖 39溫度與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系圖 化學(xué)工業(yè)出版社 四 、 工藝條件的確定 轉(zhuǎn)化反應(yīng)通常在常壓下進(jìn)行。 通常接觸時(shí)間為 3～ 5s，最終轉(zhuǎn)化率可達(dá)到 97％～ 98％。 圖 310 接觸時(shí)間與轉(zhuǎn)化率的關(guān)系 化學(xué)工業(yè)出版社 五、控制方案 圖 311 二氧化硫轉(zhuǎn)化控制方案圖 化學(xué)工業(yè)出版社 ?本章主要介紹內(nèi)容：工業(yè)催化劑及應(yīng)用、化工生產(chǎn)過程常用經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)、化工生產(chǎn)過程物料衡算和能量衡算以及影響化學(xué)反應(yīng)過程的因素。 ? 1．在化學(xué)反應(yīng)體系中，因加入了某種物質(zhì)而使化學(xué)反應(yīng)速率發(fā)生改變，但該物質(zhì)的數(shù)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后不發(fā)生變化，該物質(zhì)稱為催化劑，這種作用稱為催化作用。 ? 2．催化劑的基本特征 ? 3．催化反應(yīng)通?？煞譃榫嗪头蔷鄡煞N。均相催化又可分為氣相催化和液相催化，其中最常見的是液相均相催化反應(yīng)。非均相催化反應(yīng)可分為氣 固相催化反應(yīng)和液 固相催化反應(yīng)，其中氣 固相反應(yīng)最為常見。 ? 、助催化劑和載體三部分組成。 本章小結(jié) 化學(xué)工業(yè)出版社 ? 、浸漬法、混合法等。 ? ，參加化學(xué)反應(yīng)的某種原料量占通入反應(yīng)體系的該種原料總量的百分率；以包括循環(huán)系統(tǒng)在內(nèi)的反應(yīng)器和分離器的反應(yīng)體系為研究對(duì)象，參加反應(yīng)的原料量占通入反應(yīng)體系原料總量的百分?jǐn)?shù)就稱為總轉(zhuǎn)化率；平衡轉(zhuǎn)化率是指某一化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物的原料占該種原料量的百分比。 ? 9. 選擇性是指化學(xué)反應(yīng)過程中生成的目的產(chǎn)物所耗的某原料量與該原料總反應(yīng)量的百分率。 ? 10. 當(dāng)轉(zhuǎn)化率、選擇性和單程收率都用摩爾單位時(shí)，其相互間的關(guān)系可用下式來(lái)表示： ? 轉(zhuǎn)化率 選擇性 =單程收率 ? 產(chǎn)，在一定的工藝組織管理及技術(shù)條件下，所能生產(chǎn)規(guī)定等級(jí)的產(chǎn)品或加工處理一定數(shù)量原材料的能力。生產(chǎn)能力又可以分為設(shè)計(jì)能力、查定能力和現(xiàn)有能力。 本章小結(jié) 化學(xué)工業(yè)出版社 ?12. 理論消耗定額：將初始物料轉(zhuǎn)化為具有一定純度要求的最終產(chǎn)品，按化學(xué)反應(yīng)方程式的化學(xué)計(jì)量為基礎(chǔ)計(jì)算的消耗定額。 ?13. 通過物料衡算可以計(jì)算轉(zhuǎn)化率、選擇性，篩選催化劑，確定最佳工藝條件，對(duì)裝置的生產(chǎn)情況作出分析和判斷，確定裝置的最佳運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，為強(qiáng)化生產(chǎn)過程提供直接依據(jù)和途徑。 ? ?輸入物料的總質(zhì)量 =輸出物料的質(zhì)量 +系統(tǒng)內(nèi)積累的物料質(zhì)量 +系統(tǒng)損耗的物料質(zhì)量 或 ∑ （ mi） 入 =∑ （ mi） 出 +∑ （ mi） 積累 +∑ （ mi） 損耗 ?15. 能量衡算的依據(jù)，以 1kg為計(jì)算基準(zhǔn)時(shí)，穩(wěn)流體系能量平衡方程： △ H+g△ z+1/2△ u2=Q+WS 本章小結(jié) 化學(xué)工業(yè)出版社 綜合練習(xí) ?根據(jù)閱讀材料，選擇材料中你感興趣的部分，結(jié)合一個(gè)化工企業(yè)，完成一篇有關(guān)節(jié)能降耗的技術(shù)現(xiàn)狀及新技術(shù)發(fā)展方向的調(diào)研報(bào)告。？ 化學(xué)工業(yè)出版社 復(fù)習(xí)思考題 ?1. 什么是單程轉(zhuǎn)化率、總轉(zhuǎn)化率和平衡轉(zhuǎn)化率？ ?、收率的指標(biāo)來(lái)衡量化學(xué)反應(yīng)的效果？ ?3. 如何提高化學(xué)反應(yīng)的效果？ ?4. 降低原料消耗定額在化工生產(chǎn)中有何意義？ ?5. 化工生產(chǎn)中的公用工程有哪些？ ?6. 影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有哪些？ ?7．工業(yè)用固體催化劑一般主要由哪些成份組成？各組份所起的作用是什么？ ?8. 正確使用催化劑應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？ 化學(xué)工業(yè)出版社 復(fù)習(xí)思考題 ?義？ ?10. 影響工藝過程生產(chǎn)能力的因素有哪些？ ?學(xué)分析和動(dòng)力學(xué)分析的工業(yè)意義是什么？ ?進(jìn)行難易程度？有何意義？ ?？ ?？ ?、能量衡算的步驟有哪些？ 化學(xué)工業(yè)出版社
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