Презентация Факторы, повышающие интенсивность химического процесса

Смотреть слайды в полном размере
Презентация Факторы, повышающие интенсивность химического процесса


Вашему вниманию предлагается презентация «Факторы, повышающие интенсивность химического процесса», с которой можно предварительно ознакомиться, просмотреть текст и слайды к ней, а так же, в случае, если она вам подходит - скачать файл для редактирования или печати.

Презентация содержит 27 слайдов и доступна для скачивания в формате ppt. Размер скачиваемого файла: 592.70 KB

Просмотреть и скачать

Pic.1
Факторы, повышающие интенсивность химического процесса
Факторы, повышающие интенсивность химического процесса
Pic.2
Интенсивность химического процесса оценивается удельной производительностью, под которой понимают съ
Интенсивность химического процесса оценивается удельной производительностью, под которой понимают съём целевого продукта в единицу времени с единицы реакционного объема. Интенсивность химического процесса оценивается удельной производительностью, под которой понимают съём целевого продукта в единицу времени с единицы реакционного объема. Определяющее значение имеет обеспечение максимальной скорости протекания химической реакции.
Pic.3
Уравнение скорости процесса в самом общем виде имеет вид: Уравнение скорости процесса в самом общем
Уравнение скорости процесса в самом общем виде имеет вид: Уравнение скорости процесса в самом общем виде имеет вид: W = k ∙ ΔC ∙ Fуд , где k – константа скорости процесса; ΔC – средняя движущая сила процесса; Fуд - удельная поверхность раздела фаз.
Pic.4
Константа скорости процесса. Влияние температуры.
Константа скорости процесса. Влияние температуры.
Pic.5
Константа скорости процесса является сложной величиной, зависящей от химических свойств реагирующих
Константа скорости процесса является сложной величиной, зависящей от химических свойств реагирующих веществ, показателей тепло- и массообмена, гидродинамической ситуации. Константа скорости процесса является сложной величиной, зависящей от химических свойств реагирующих веществ, показателей тепло- и массообмена, гидродинамической ситуации. Увеличить это величину можно: Повышая температуру; Усилением перемешивания; Применив катализаторы.
Pic.6
Рассмотрим более подробно влияние температуры на скорость химического процесса Повышение температуры
Рассмотрим более подробно влияние температуры на скорость химического процесса Повышение температуры приводит к сильному увеличению констант скоростей реакций и в меньшей степени к увеличению коэффициентов диффузии. Также при увеличении температуры растут константы скорости обратной реакции или побочных реакций и т. д.
Pic.7
Если процесс протекает в кинетическом режиме, влияние температуры на константу скорости реакции опре
Если процесс протекает в кинетическом режиме, влияние температуры на константу скорости реакции определяется уравнением Аррениуса: Если процесс протекает в кинетическом режиме, влияние температуры на константу скорости реакции определяется уравнением Аррениуса: , где - предэкспоненциальный множитель, – энергия активации реакции, – абсолютная температура. С повышением температуры константа скорости реакции увеличивается по экспоненциальному закону.
Pic.8
Температурная зависимость константы скорости для реакций с различной энергии активации выглядит след
Температурная зависимость константы скорости для реакций с различной энергии активации выглядит следующим образом: Температурная зависимость константы скорости для реакций с различной энергии активации выглядит следующим образом:
Pic.9
Согласно уравнению Аррениуса, при повышении температуры скорость реакции должна увеличиваться бескон
Согласно уравнению Аррениуса, при повышении температуры скорость реакции должна увеличиваться бесконечно. Однако на практике зависимость скорости от температуры выражается S-образной кривой: Согласно уравнению Аррениуса, при повышении температуры скорость реакции должна увеличиваться бесконечно. Однако на практике зависимость скорости от температуры выражается S-образной кривой:
Pic.10
При очень высоких температурах реагенты расходуются настолько быстро, что просто не успевают прийти
При очень высоких температурах реагенты расходуются настолько быстро, что просто не успевают прийти в реакционную зону. В результате этого рост скорости замедляется из-за низкой концентрации реагентов. Процесс переходит в диффузионную область. Скорость процесса во многом определяется законами массообмена.
Pic.11
Влияние температуры на скорость процесса в диффузионной области меньше, чем в кинетической. Для газо
Влияние температуры на скорость процесса в диффузионной области меньше, чем в кинетической. Для газов температурная зависимость коэффициента диффузии можно выразить упрощенной формулой: Влияние температуры на скорость процесса в диффузионной области меньше, чем в кинетической. Для газов температурная зависимость коэффициента диффузии можно выразить упрощенной формулой: , где �� – коэффициент, зависящий от молекулярной массы диффундирующих веществ; �� – общее давление газа; �� = 1,5-2,0.
Pic.12
Диффузия в жидкостях протекает медленнее, чем в газах. Значения D для жидкостей на 4-5 порядков мень
Диффузия в жидкостях протекает медленнее, чем в газах. Значения D для жидкостей на 4-5 порядков меньше, чем в газах. Для растворов , где - коэффициент; – динамическая вязкость растворителя.
Pic.13
В процессах с диффузионным режимом для ускорения массообмена используют интенсивное перемешивание. В
В процессах с диффузионным режимом для ускорения массообмена используют интенсивное перемешивание. В результате этого молекулярная диффузия заменяется на турбулентную. В процессах с диффузионным режимом для ускорения массообмена используют интенсивное перемешивание. В результате этого молекулярная диффузия заменяется на турбулентную. При снятии диффузионного торможения, т. е. при переходе процесса в кинетическую увеличение перемешивания нецелесообразно и может привести к ухудшению гидродинамической ситуации в реакционной зоне.
Pic.14
Зависимость константы скорости реакции (1) и коэффициента диффузии (2) от температуры выглядит следу
Зависимость константы скорости реакции (1) и коэффициента диффузии (2) от температуры выглядит следующим образом: Зависимость константы скорости реакции (1) и коэффициента диффузии (2) от температуры выглядит следующим образом:
Pic.15
Влияние термодинамического фактора на скорость процесса Для всех обратимых экзотермических реакций с
Влияние термодинамического фактора на скорость процесса Для всех обратимых экзотермических реакций с увеличением температуры уменьшается величина Kр и равновесный выход продукта. При некотором увеличении температуры кинетика вступает в противоречие с термодинамикой процесса. Несмотря на повышение скорости прямой реакции, выход ограничивается равновесием.
Pic.16
В этом случае зависимость r(T) носит экстремальный характер: В этом случае зависимость r(T) носит эк
В этом случае зависимость r(T) носит экстремальный характер: В этом случае зависимость r(T) носит экстремальный характер:
Pic.17
Анализ графической зависимости: Высокая скорость процесса достигается при низкой конверсии; Большая
Анализ графической зависимости: Высокая скорость процесса достигается при низкой конверсии; Большая степень превращения достигается при низкой скорости процесса. Для всех значений x существует оптимальная температура, при которой скорость процесса максимальна. Совокупность таких температур образует линию оптимальных температур Tопт(x).
Pic.18
Как интенсифицировать процесс? Для обратимой экзотермической реакции по мере протекания процесса ( у
Как интенсифицировать процесс? Для обратимой экзотермической реакции по мере протекания процесса ( увеличения x) непрерывно снижают температуру. В этом случае поддерживается оптимальная температура Tопт(x) , при которой скорость процесса при достигаемой степени конверсии максимальна.
Pic.19
Для эндотермических процессов высокие температуры более благоприятны. С повышением температуры расте
Для эндотермических процессов высокие температуры более благоприятны. С повышением температуры растет и константа скорости и константа равновесия. Однако и в этом случае выход повышается по затухающей кривой. Беспредельное повышение температуры нецелесообразно.
Pic.20
Для эндотермических реакций температурная зависимость скорости реакции и конверсии имеет вид: Для эн
Для эндотермических реакций температурная зависимость скорости реакции и конверсии имеет вид: Для эндотермических реакций температурная зависимость скорости реакции и конверсии имеет вид:
Pic.21
Влияние температуры на селективность В ряде процессов, особенно в технологии органических веществ, п
Влияние температуры на селективность В ряде процессов, особенно в технологии органических веществ, повышение температуры ограничивается возникновением побочных реакций с большим температурным коэффициентом, чем в основной реакции. В результате этого выход целевого продукта может сильно снижаться.
Pic.22
Рассмотрим сложнопараллельную реакцию: Рассмотрим сложнопараллельную реакцию: Выразим скорости образ
Рассмотрим сложнопараллельную реакцию: Рассмотрим сложнопараллельную реакцию: Выразим скорости образования продуктов: - скорость образования целевого продукта; - скорость образования побочного продукта
Pic.23
Выразим дифференциальные селективности продуктов реакции: Выразим дифференциальные селективности про
Выразим дифференциальные селективности продуктов реакции: Выразим дифференциальные селективности продуктов реакции: и Отношение селективностей равно: При
Pic.24
Если , то с повышением температуры скорость образования R больше, чем скорость образования S. Если ,
Если , то с повышением температуры скорость образования R больше, чем скорость образования S. Если , то с повышением температуры скорость образования R больше, чем скорость образования S. Если , то с повышением температуры скорость образования побочного продукта будет больше. В этом случае увеличению будет способствовать уменьшение температуры, а это в свою очередь снижает скорость процесса.
Pic.25
Остальные причины, ограничивающие температуру процесса Удаление реагирующих веществ за счет десорбци
Остальные причины, ограничивающие температуру процесса Удаление реагирующих веществ за счет десорбции из жидкой среды; Спекание зерен катализатора в агломераты, приводящее к уменьшению поверхности контакта; Термостойкость материалов реакционных аппаратов; Энергозатраты на повышение температуры.
Pic.26
Заключение Регулирование температуры процессов необходимо для увеличения константы скорости процесса
Заключение Регулирование температуры процессов необходимо для увеличения константы скорости процесса k и движущей силы ΔC. Оптимальные температуры процессов зависят от природы реагентов, их концентраций, требуемой конверсии, давления, поверхности соприкосновения фаз и интенсивности их перемешивания, от активности катализаторов.
Pic.27
Спасибо за внимание!
Спасибо за внимание!


Скачать презентацию

Если вам понравился сайт и размещенные на нем материалы, пожалуйста, не забывайте поделиться этой страничкой в социальных сетях и с друзьями! Спасибо!