5.3. Определение тепловой нагрузки на реактор и коэффициента полезного действия процесса

Коэффициент полезного действия использования тепловой энергии рассчитывают по формуле:

(5.3)

где Q_F - тепловая нагрузка на реактор рассчитывают по уравнениям, приведенным в разделе 4, по формулам 4.3 –4.18, т.е. определяют количество тепла, которое необходимо подвести или отвести от реактора для поддержания заданной температуры. Результаты расчета сводят таблицу теплового баланса.

– тепло, практически затрачиваемое на проведение процесса. Его определяют с помощью счетчика киловатт-часов. Измеряют количество израсходованных кВт-час электроэнергии за время эксперимента и рассчитывают по формуле

(5.4)

где N₁ – показания счетчика кВт-часов до эксперимента;

N₂ - показания счетчика кВт-часов после проведения эксперимента. Данные измерений и результаты расчетов заносят в таблицу 5.3.

Таблица 5.3

Результаты расчета тепловой нагрузки на реактор и КПД процесса

Температура реакции, оС	Показания счетчика		QF практическое	QF	η, %
	N1 до опыта кВт-час	N2 после опыта, кВт-час
550
600
650
700

6. Правила безопасной работы

1. Перед началом эксперимента включить вытяжной шкаф.

2. Проверить с преподавателем правильность собранной установки и ее герметичность.

3. Загрузку реагента производить в вытяжном шкафу при включенной вентиляции.

4. Во время выполнения лабораторной работы пользоваться защитными очками.

5. Вблизи лабораторной установки категорически запрещается держать открытое пламя огня.

7. Задания

1. На основе полученных экспериментальных данных составить материальный баланс процесса при различных температурах 550, 600, 650, 700 ^оС.

2. Определить выход целевого продукта, степень превращения этилбензола и селективность процесса для данных температур и построить графики:

3. Составить энергетический баланс процесса дегидрирования этилбензола и определить выход.

4. Обосновать оптимальные условия функционирования ХТС.

5. Представить схему реакционного узла дегидрирования этилбензола.

8. Контрольные вопросы

1. Ход работы и порядок расчетов.

2. Синтез и технология получения стирола, альфа – метилстирола. Схема химического производства.

3. Теоретические основы составления материальных и энергетических балансов.

4. Расчет тепловых эффектов химических процессов.

5. Технико – экономические показатели ХТС: степень превращения, селективность реакции, выход продукта (для необратимых, обратимых, параллельных и последовательных реакций), практические расходные коэффициенты.

Лабораторная работа № 2

Исследование кинетики гомогенных химических реакций

1. Цели и задачи работы

Цель работы: Экспериментальное изучение закономерностей реакции хлорангидрида бензойной кислоты с гептиловым спиртом с образованием сложного эфира, составление кинетического уравнения процесса.

Задачи:

– Знакомство с экспериментальными методами исследования кинетики гомогенных каталитических реакций.

– Изучение методов расчета кинетических и активационных параметров реакции по полученным экспериментальным данным и составление полного кинетического уравнения.

Знания: Студент должен знать теоретические основы изучаемого процесса, влияние технологических параметров на его интенсивность.

Умения: На основе полученных экспериментальных данных провести расчеты скорости и порядка реакции, составить полное кинетическое уравнение реакции.