Определение тепловой нагрузки на реактор

Уравнение теплового баланса в общем случае имеет вид:

?Qприх. = ?Qрасх. + ?Qпот.

Для изотермических процессов уравнение теплового баланса:

Qi (исх.) + Qr + Qф + QF = Qj (прод.) + Qi нагр. + Qпот.

Реакции:

Основная:

.

(А) (В) © (D).

Побочная:

.

(А1) (В1) (С1) (D1).

Исходные данные для теплового баланса:

Температура исходных реагентов — 50 0С (323 К);

Температура продуктов реакции — 140 0С (413 К);

Тепловые потери от прихода тепла — 2%.

Таблица 6

Термодинамические свойства веществ, участвующих в реакции.

1. Определяем количество тепла, которое поступает с исходными реагентами:

Сpi = а + в? T + с? T2— для органических веществ Сpi = а + в? T + с'?T-2 — для неорганических веществ.

1.

.

2. ,.

.

3. ,.

.

.

• 2. Определяем количество тепла, которое выходит из реактора с продуктами реакции:
• 1.

.

2. ,.

.

3. ,.

.

4. ,.

.

5. ,.

.

6. ,.

.

3. Определяем количества тепла, выделяющееся или поглощающееся в результате химической реакции:

Основная реакция: СН3=СН-СН2Сl + H2O СН3=СН-СН2OH + HCl.

.

.

Побочная реакция: A1 B1 C1 D1.

2 СН3=СН-СН2Сl + H2O (СН2=СН-СН2)O + 2HCl.

.

.

.

.

4. Определяем количество тепла, которое необходимо для нагревания до температуры химической реакции:

.

5. Определяем количество потерь тепла:

6. Определим тепловую нагрузку на реактор:

QF < 0 — для поддержания заданной температуры нужен теплоноситель;

Определим поверхность теплообмена реактора:

.

Данные, полученные в результате расчета теплового баланса сводим в табл. 7.

Таблица 7

Тепловой баланс.

Вывод: реакция эндотермическая, QF > 0, то есть для поддержания заданной температуры химической реакции необходимо подводить тепло в количестве 180 169,75 кДж/мин.