Синтез циклогексанона (стр. 5 из 12)
Определим количество тепла, расходуемое на нагревание исходных реагентов до температуры химической реакции:
;
а) рассчитаем для циклогексана:
б) рассчитаем для кислорода:
в) рассчитаем для бензола:
г) рассчитаем для азота:
.Определим тепловые потери в ходе реакции:
.Определим тепловую нагрузку на реактор:
Так как QF > 0, тепло надо нужно подводить, это значение ставиться в приход теплового баланса.
Полученные данные сводим в таблицу теплового баланса:
Таблица 6. Тепловой баланс
| Приход | Расход | ||||
| Тепловой поток | | % | Тепловой поток | | % |
 | 70089,98 | 39,40 |  | 133202,082 | 74,88 |
 | 68567,33 | 22,05 |  | 32208,3592 | 18,10 |
 | 39232,2891 | 38,55 |  | 12479,1579 | 7,02 |
| Итого: | 177889,5991 | 100 | Итого: | 177889,5991 | 100 |
Определим поверхность теплообмена:
Вывод: Таким образом, в результате проведенного расчета теплового баланса установили что данная реакция экзотермическая (т.к.
>0) идет с выделением тепла. Для поддержания заданной температуры тепло необходимо подводить в количестве QF=39232,2891 . Процент подводимого тепла невысокий, значит мы можем предположить что температура для данного процесса выбрана оптимальная.Проведя расчеты теплового баланса также мы определили количество тепла, расходуемое на нагревание исходных реагентов до температуры реакции
; количество тепла на входе в реактор 
; количество тепла на выходе из реактора 
; тепловые потери 
; поверхность теплообмена 
.IV. Термодинамический анализ основной реакции
При проектировании технологических процессов важное место занимают термодинамические расчеты химических реакций.
Цель термодинамического анализа заключается в определении принципиальной возможности проведения химической реакции в данных условиях, в выборе условий проведения процесса.
Задание:Для основной реакции необходимо рассчитать константу равновесия по термодинамическим данным (тепловой эффект реакции, изменение энтропии, свободную энергию Гиббса (изобарно-изотермический потенциал)).
Дано:
Таблица 7. Термодинамические свойства веществ – участников реакции
| Вещество |   |   |  | Ср = f(Т) | |||
| а | в*103 | c*106 | c’*10-5 | ||||
| С6Н12 | -123,1 | 298,2 | 106,3 | 51,72 | 598,8 | -230,0 | – |
| О2 | 0 | 205,04 | 29,37 | 31,46 | 3,39 | – | -3,77 |
| С6Н10О | -198 | 296 | – | 3,08 | 565 | 300 | – |
| Н2О | -241,81 | 188,72 | 33,61 | 30,00 | 10,71 | – | 0,33 |
Таблица 8. Данные термодинамического расчета
| Т, ºС | 40 | 90 | 140 | 190 | 240 | 290 | 340 | 390 | 440 | 490 | 540 |
| К | 313 | 363 | 413 | 463 | 513 | 563 | 613 | 663 | 713 | 763 | 813 |
Рассчитаем тепловой эффект реакции при атмосферном давлении в заданном температурном интервале.
