Обработка результатов эксперимента

1. Для расчета степени превращения спирта x_Aпо уравне­нию (3.41) необходимо предварительно определить количество непрореагировавшего спиртаm_a,h, входящего в со­став водно-спиртового конденсата, которое находят как разность между массой водно-спиртового конденсата и суммарным количеством сконденсировавшейся воды

M_A,H = m_K - (m₁ + m₂ + m₃ + m₄), (3.45)

где m₁- масса воды, содержавшейся в исходном спирте, определяемая по его концентрации, г;m₂, m₃, m₄ -массы воды, образовавшейся в результате химических реакций (3.38) - (3.40).

Объем собранных в газометре контактных газов приво­дят к нормальным условиям по формуле

(3.46)

Примерный состав контактных газов дан в табл. 3.6. Массу воды m₂находят по объему бутадиена в газе;

m₃ -по объему этилена; m₄ -по объему пропилена. Опре­делив массу непрореагировавшего спирта, можно легко найти и массу прореагировавшего спирта δт_Aпо разности

δM_A = M_A,0 – M_A,H ,

Массу m_A,0 определяют по массе исходного спирта и его концентрации.

2. Селективность процесса φрассчитывают по уравнению (3.42). Преобразуем это уравнение с учетом молекулярных масс спирта (М_C= 46) и бутадиена(M_Б= 54)

где m_r -масса бутадиена (ее определяют по объему бута­диена в газе, используя следствие из закона Авогадро).

3. Производительность катализатора qрассчитывают по уравнению (3.43).

4. Объемную скорость сырья w_Cопределяют по уравнению (3.44).

Правила техники безопасности

1. Заполнение делительной воронки проводить при закры­том кране би открытом нижнем кранев.

2. При заполнении делительной воронки не допускать про­лива спирта в печь.

3. Категорически запрещается начинать эксперименты на установке, не проверенной на герметичность (предельно допустимая концентрация бутадиена в воздухе 0,1 мг/л).

4. Во избежание попадания исходного сырья в печь и воз­никновения пожара кран бнеобходимо открыть лёгким поворотом. Категорически запрещается вынимать проб­ку делительной воронки из муфты кранаб.

5. Во избежание попадания в установку воздуха и образо­вания взрывоопасной смеси во время экспериментов не­обходимо поддерживать в установке избыточное давле­ние 10-20 мм вод. ст.

6. Категорически запрещается сливать в канализацию вод­но-спиртовой конденсат, полученный во время лабора­торной работы. Его следует собирать в специальную ем­кость для отходов, находящуюся на рабочем столе в вы­тяжном шкафу.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте цель лабораторного исследования.

2. Перечислите основные аппараты и приборы, входящие в состав установки. Для чего они предназначены и каков принцип их работы?

3. С какой целью проверяют установку на герметичность и поддерживают избыточное давление во время экспери­мента?

4. Какие химические реакции используют при расчёте ко­личества непрореагировавшего спирта?

5. Укажите назначение компонентов ZnO и Аl₂О₃,входя­щих в состав катализатора, и перечислите стадии гетерогенно-каталитических процессов.

6. С какой целью приводят объём контактных газов, соб­ранных в газометре, к нормальным условиям?

7. Что такое степень превращения, выход продукта, селек­тивность и производительность катализатора? Как их рассчитать?

8. Укажите способы увеличения степени превращения спирта, селективности и выхода бутадиена.

9. Что понимают под скоростью сложной химической ре­акции? Приведите примеры кинетических уравнений сложных химических реакций.

10. Перечислите основные стадии промышленного получе­ния бутадиена из этилового спирта. Объясните конст­рукцию ретортной печи [2].

11. Назовите основные стадии процесса получения бутадие­на из н-бутана. Нарисуйте принципиальную схему про­цесса.

7