Основные показатели стадии химического превращения
Министерство образования Республики Башкортостан
ГАПОУ Уфимский топливно-энергетический колледж
Заочное отделение
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ХИМИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ
Методические указания и задания
домашней контрольной работы
для студентов заочного отделения
Специальности 18.02.09 Переработка нефти и газа
2018
СОДЕРЖАНИЕ
| Введение | 6 |
| 1. Требования к выполнению контрольной работы | 7 |
| 2. Основные показатели стадии химического превращения | 8 |
| 3. Элементы расчетов химических реакторов | 10 |
| 4. Варианты заданий для контрольной работы | 16 |
| Список необходимой литературы | 24 |
Введение
Методическое пособие предназначено для студентов заочного отделения системы среднепрофессионального образования специальностей 18.02.09 Переработка нефти и газа и 18.02.06 Химическая технология органических веществ при изучении обще профессиональной дисциплины ОП 06 Теоретические основы химической технологии по ФГОС.
В пособии приведены: краткое описание основных показателей стадий химического превращения, элементы расчетов химических реакторов, примеры решения задач, требования к выполнению контрольной работы, варианты заданий для контрольной работы.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен уметь:
· выполнять материальные и энергетические расчеты технологических показателей химических производств;
|
|
|
· определять оптимальные условия проведения химико-технологических процессов;
· составлять и делать описание технологических схем химических процессов;
· обосновывать целесообразность выбранной технологической схемы и конструкции оборудования.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен знать:
· теоретические основы физических, физико-химических и химических процессов;
· основные положения теории химического строения веществ;
· основные понятия и законы физической химии и химической термодинамики;
· основные типы, конструктивные особенности и принцип работы технологического оборудования производства;
· основы теплотехники, теплопередачи, выпаривания;
· технологические системы основных химических производств и их аппаратурное оформление.
Требования к выполнению контрольной работы
Выполнять контрольную работу необходимо в строгом соответствии со своим шифром. Контрольная работа выполняется в ученической тетради на 18 листов. На стандартном титульном листе отмечается номер контрольной работы, название дисциплины, фамилия студента и преподавателя. Работа должна быть зарегистрирована на заочном отделении.
|
|
|
Прежде чем выполнить контрольную работу студент должен проработать теоретическую часть курса, охватывающую данный круг вопросов. Ответы на теоретические вопросы должны быть четкими, конкретными, по существу поставленного вопроса. Если к ответу на вопрос требуется выполнить эскиз аппарата, или технологическую схему, то их нужно выполнять черной пастой, четко и аккуратно с соответствующими надписями. Можно привести ксерокопию аппарата или схемы. В работе нужны ссылки на использованные литературные источники.
При решении задачи необходимо вначале выписать все заданные величины и проставить их размерность. Недостающие величины найти по справочной литературе, выразив единицы измерения в системе СИ, сделать ссылки на использованную литературу. Ссылку делать так: например, IТ=513 = 855,35 кДж/кг [5, стр.333]. Такое обозначение показывает, что энтальпия паров нефтепродукта при 513К 855,35 кДж/кг, чтобы найти эту величину необходимо в перечне использованной литературы под №5 поставить учебник Кузнецов А.А., Кагермаков С.М., Судаков Е.Н. Расчеты процессов и аппаратов нефтеперерабатывающей промышленности-Л.: Химия, 2012 г.
В пособии приведены примеры решения типовых задач по дисциплине, на основе которых студенты могут разобрать и решить задачи своей контрольной работы. В примерах, приведенных в разделах, ссылки даны на основную и дополнительную литературу.
|
|
|
Контрольная работа должна быть аккуратно оформлена в отдельной тетради. В начале работы нужно обязательно указать номера выполняемых вопросов (по шифру), текст должен быть четко написан чернилами или шариковой ручкой. В конце работы необходимо привести список использованной литературы. Выполненная контрольная работа своевременно высылается в колледж.
После получения проверенной работы студент-заочник должен внимательно изучить рецензию и другие замечания преподавателя, обратить внимание на допущенные ошибки и доработать учебный материал.
Незачетная работа по указанию преподавателя выполняется вновь или переделывается частично. При сдаче экзамена контрольные работы обязательно предъявляются преподавателю.
Основные показатели стадии химического превращения
Любую технологическую схему можно рассматривать как комплекс последовательных химических превращений, каждое из которых осуществляют в три стадии: подготовительная обработка исходного вещества, химического превращение исходного вещества, выделение и очистка целевого продукта. Основной для описания количественно взаимосвязи этих стадий служит материальный поток, величина и состав которого определяется главными показателями стадий химического превращения – степенью конверсии сырья и выходом конечных продуктов.
|
|
|
Степень превращения (конверсии) исходного вещества - отношение количества (массы, объема) этого вещества, вступившего в химическое взаимодействие с другим веществом или подвергнутого каким либо иным химическим превращениям, количеству (массе, объему) этого же вещества в потоке, поступающем в реакционный аппарат:
В том случае, когда в химическом превращении участвуют несколько исходных веществ, процесс может характеризоваться степенью конверсии каждого из них.
Выход конечного продукта (выход от теоретического) – отношение его количества (массы, объема) к количеству (массе, объему) исходного сырья (с учетом стехиометрических соотношений). Справедлива и другая формулировка: выход продукта (выход от теоретического) – отношение его количества (массы, объема) к теоретически возможному количеству (массе, объему) и расчете на поданное сырье.
Для количественной оценки стадий химического превращения используют также показатель селективности (избирательности).
Выход продукта (селективность, избирательность) – отношение его количества (массы, объема) к теоретически возможному количеству, (массе, объему) и в расчете на превращенное сырье:
Процесс, как правило, характеризуется выходом основного продукта в расчете на превращенное основное (наиболее дорогое, дефицитное) сырье.
С использованием основных показателей химического превращения рассчитывают материальный баланс производства, расход сырья на единицу продукта и на заданную мощность аппарата, объема оборудования; составляют тепловой баланс; определяют технико-экономические показатели производства.
Пример 1. Определить степень конверсии реагентов, если уравнение процесса таково:
25СН2=СН2+16Н2О→С2Н5ОН+24СН2=СН2+15Н2О
Решение. Количество превращенных реагентов
Этилен 25-24 = 1 моль
Вода 16-15 = 1 моль
Степень конверсии реагентов:
Этилен 1 : 25 = 0,04, или 4%
Вода 1 : 16 = 0,0625, или 6,25%
Пример 2. Пиролизу подвергли 1500 м3 метана. Степень конверсии метана равна 60%, масса ацетилена в продуктах пиролиза составляет 400 кг. Определить селективность процесса.
Решение. Уравнение реакции:
2СН4 → С2Н2 + 3Н2
2∙22,4 м3 26 кг. 3∙2 кг
Объем превращения метана:
1500 ∙ 0,6 = 900 м3
Теоретически возможную массу ацетилена (в расчете на превращенный метан) определяют, исходя из стехиометрических соотношений по пропорции:
2∙22,4 м3 С4 – 26 кг С2Н2
900 м3 СН4 – m кг С2Н2
Откуда
Селективность процесса:
400 : 522 = 0,766 или 76,6%
Пример 3. Выход этилхлорида, получаемого гидрохлорированием этилена, составляет 90% от теоретического. Определить объем этиленовой фракции, если объемная доля этилена в ней равна 90%, необходимый для получения 810 кг этилхлорида.
Решение. Уравнение реакции:
С2Н4 + НCL → С2Н2CL
22,4 м3 36,5 кг 64,5 кг
Максимально возможную (теоретическую) массу этилхлорида определяют с учетом выхода продукта:
810 : 0,9 = 900 кг С2H2Cl
Объем этилена исходя из стехиометрических соотношений:
22,4 ∙ 900 : 64,5 = 312 м3 С2Н4
Объем этиловой фракции:
312,6 : 0,9 = 347,3 м3
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 1958; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!