ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ОПРЕДЕЛЕНИЕ И РАСЧЕТЫ ТЕПЛОТ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЕВОДОРОДНОПроцессы переработки нефтяных фракций из "Термодинамика химических процессов" И для этих реакций можно пользоваться упрощенными вычислительными процедурами, позволяющими получать удовлетворительные оценки точного решения системы (IV.la) — (IV.Ia). Ниже мы рассмотрим один из путей нахождения приближенного решения. [c.124] Правая часть уравнения может быть представлена линейным полиномом относительно Т, как это сделано в предыдущем разделе. Из этого уравнения найдем Т. [c.124] Из этого уравнения найдем уточненную температуру адиабатического горения Т . [c.124] Далее этапы 2—4 повторяют, пока на одной из итераций температуры горения начальная и рассчитанная не будут достаточно близки. [c.125] Этот метод уступает в точности строгому подходу — решению системы уравнений (IV.la) — (IV.Ia) в нем также сделай ряд упрощений, например, о разогреве продуктов сгорания. Однако простота вычислений привлекает к нему внимание [5, 21]. [c.125] Рассмотрим, например, расчеты по приближенному методу для горение На в воздухе [80 /о (мол.) Nj, 20% (мол.) Ог] при стехиометрическом соотношении Нг и Ог. Это означает, что в исходной смеси на 1 моль Hj приходится 0.5 моль О2 и 2 моль Nj. Данные о теплоте горения, константе равновесия,, теплоемкостях компонентов приведены в предыдущем разделе. [c.125] Видно из сравнения с данными предыдущего примера, что использование теоретического (стехиометрического) соотношения Нг Оа вместо трехкратного избытка кислорода позволяет повысить температуру адиабатического разогрева почти на 1200 К. Вместе с тем, при 2448 К возможно неполное окисление водорода из-за термодинамических ограничений. [c.125] Решение этого квадратного уравнения дает величину 7 =2400 К. Поскольку Т и Г достаточно близки (различие меньше 50 К), в дальнейшем уточнении решения нет необходимости. [c.126] В реальных процессах, как правило, одновременно протекает несколько реакций. [c.126] сгорание водорода в воздухе при высоких температурах описывается более, чем двадцатью реакциями. [c.126] Вначале, как и в случае сложной изотермической реакции, должны быть выявлены независимые реакции. Поскольку при термодинамическом анализе безразлично, достигнуто ли равновесие в результате протекания р независимых или р р зависимых реакций, следует рассматривать равновесие для р реакций. [c.127] Это справедливо как для изотермических, так и для адиабатических реакций, поскольку теплота процесса определяется только составами исходной и конечной смеси, но не способом. перехода между ними, т. е. числом реакций. [c.127] Совместное рещение системы уравнений (IV.4a) — (1У.4д) позволяет рассчитать результаты сложной адиабатической реакции, т. е. Т. В общем случае рещение возможно численными методами с применением ЭВМ. В конкретных расчетах прибегают к тем же упрощениям, что и в случае простой реакции (см. выще). [c.128] Пусть в исходной смеси на 1 моль метана приходится 3,6 моль О2 (коэффициент избытка 1,2) и 3,6-3,76=13,5 моль N2 (3,76 — объемное отнощение N2 О2). [c.128] Обе реакции взаимно независимы СН4 участвует только в первой, СО —только во второй. Выберем СН4 и СО в качестве ключевых компонентов и выразим через их числа молей в равновесной смеси гпсп , гпсо количества других компонентов то , m oj, тн о. [c.128] Пусть теплоты реакций АЯ1 и АЯг рассчитаны на 1 моль СН4 я СО соответственно. Их зависимость от температуры задается в виде (1У.4в). Не вызывает затруднений запись уравнений изобары (1У.4б) и уравнений (1У.4г) для теплоемкостей всех компонентов — 6 уравнений. [c.129] проведение расчетов требует рещения системы из 11 уравнений, что возможно только с использованием поисковых методов и численных расчетов на ЭВМ. Можно пользоваться и приближенными рещениями приближения — те же, что и в случае простых реакций (см. п.п. 3 и 4 данной главы). Примеры результатов расчета сложных адиабатических реакций даны в [5, 10]. [c.129] В табл. 7 приведен состав равновесной смеси продуктов сгорания углеводородов в кислороде при различиных температурах и давлении 1 МПа 65]. [c.130] Из данных табл. 7 видно, что точный расчет адиабатической температуры сгорания требует учета диссоциации молекул на атомы и радикалы лишь при температурах, превышающих 3000 К. В табл. 8 приведены расчетные данные адиабатической температуры горения Гад [65]. [c.130] Используя стандартные термодинамические таблицы, нетрудно рассчитать теплоту простой реакции с участием индивидуальных веществ. В промышленных процессах переработки нефтяных фракций реагирует большое число веществ, которые участвуют в еще большем числе простых реакций. Поэтому для определения расчетов теплот промышленных процессов можно пользоваться следующими методами. [c.130] Вернуться к основной статье