12. Конверсия, выход, селективность. Сущность понятий, методы расчета

Рассмотрим основные показатели химических процессов.

1) Конверсия (степень превращения):

Это отношение количества превратившегося вещества к его первоначальному количеству (взятого в процесс).

где - количество взятого в процесс исходного реагента, - количество непрореагировавшего исходного реагента.

Конверсия является мерой полноты протекания реакции.

2) Селективность:

Это количество фактически полученного целевого продукта к его количеству, которое может быть получено из прореагировавшего сырья по стехиометрическому уравнению.

где - количество целевого продукта, - стехиометрические коэффициенты.

Селективность характеризует эффективность химического процесса по использованию сырья для получения нужного продукта.

Есть несколько понятий селективности:

1) Интегральная селективность - это количество фактически полученного целевого продукта к его количеству, которое может быть получено из прореагировавшего сырья по стехиометрическому уравнению.

2) Дифференциальная (мгновенная) селективность - это отношение скорости превращения исходного вещества в целевой продукт к общей скорости его превращения.

3) Равновесная селективность - это отношение разности начального количества вещества и его количества в равновесном состоянии к начальному количеству вещества.

3) Выход:

Это отношение количества фактически полученного целевого продукта к его количеству, которое может быть получено из взятого в реакцию сырья по стехиометрическому уравнению.

Выход также характеризует эффективность химического процесса по использованию сырья для получения нужного продукта.

13. Расходные коэффициенты

14. Материальные балансы. Основные понятия, типы и методы расчета

Определение и задачи мат. баланса

Проведение любого процесса в химической технологии связано с использованием различных материалов и видов энергии, передаваемых в форме теплоты. Цель составления состоит в выявлении всех участвующих в процессе потоков вещества и энергии с учетом потерь. Мат.баланс позволяет рассчитать внешние потоки вещества и энергии (потоки, входящие в данную систему и покидающие ее).

Это вещественное выражение закона сохранения массы: “во всякой замкнутой системе масса веществ, вступивших во взаимодействие равна массе веществ, образовавшихся в результате этого взаимодействия“.

- общий вид мат.баланса, где - накопление вещества; - приход вещества в

систему; - расход вещества в системе.

- вид мат.баланса в стационарном состоянии.

Классификация материальных балансов

1) Мат.баланс можно составлять для одного из веществ; для каждого из веществ, участвующих в процессе в отдельности; для всех веществ, участвующих в процессе.

2) Мат.баланс составляют для одной стадии процесса; для всех стадий в отдельности; для всего процесса в целом.

3) Мат.баланс может быть на 1-цу полученного продукта; на 1-цу затраченного сырья; на 1-цу времени.

4) Мат.баланс, составленный без учета потерь и примесей называется теоретическим; составленный с учетом всех потерь и примесей – практический.

Формы представления материального баланса

1) Таблица:

приход				расход
№	компонент	кг/ч	% мас	№	компонент	кг/ч	% мас
…	…	…	…	…	…	…	…
итого		…	100%	итого		…	100%

2) Ленточная диаграмма:

№	компонент	1		2
		кг/ч	% мас	кг/ч	% мас
…	…	…	…	…	…
итого		…	100%	…	100%

3) Поточная диаграмма:

Математическое выражение материального баланса

- общий вид мат.баланса в математической форме, где

- накопление, - изменение концентрации вещества; - объем реактора.

- количество вещества, поступающее в 1-цу времени с конвективного потока, -линейная скорость потока, -сечение трубы, -концентрация вещества в потоке, -время поступления.

- количество вещества, поступающее в 1-цу времени с диффузионного потока, -коэф.диффузии, -длина потока.

- количество вещества, поступающее в 1-цу времени засчет химической реакции, - скорость химической реакции.

-количество вещества, выходящее с конвективного потока в 1-цу времени.

- количество вещества, выходящее с диффузионного потока в 1-цу времени.

Объединяя все выражения