Синтез циклогексанона
III. Расчет теплового баланса
Цель теплового баланса – определение количества тепла, которое необходимо подвести (или отвести) из зоны реакции для поддержания постоянной температуры, т.е. определить тепловую нагрузку на реактор.
Тепловой баланс составляется для стадии синтеза при изотермическом режиме процесса.
Тепловой баланс рассчитывается по данным материального баланса с учетом тепловых эффектов (экзо- и эндотермических) химических реакций и фазовых превращений (испарение, конденсация, плавление, кристаллизация, возгонка), происходящих в реакторе, подвода тепла с исходными реагентами и отвода тепла с продуктами реакции тепловых потерь.
Тепловой баланс составляется на основе закона сохранения энергии, в соответствии с которым: 
. Левая часть уравнения составляет тепло всех входящих потоков в реактор, а правая – тепло выходящих потоков из реактора и энергетических потерь.
Задание: Рассчитать на основании данных материального баланса и вышеприведенных данных тепловой баланс реакции получения циклогексанона.
Дано:
Таблица 4. Данные теплового баланса
|
Температура исходных компонентов |
170º С |
443 К |
|
Температура продуктов реакции |
360º С |
633 К |
|
Тепловые потери от прихода тепла |
9% |
0,08 |
Таблица 5. Данные материального баланса и термодинамические свойства веществ – участников реакции
|
Вещество |
|
|
|
|
Ср = f(Т) | |||
|
а |
в*103 |
c*106 |
c’*10-5 | |||||
|
Приход | ||||||||
|
С6Н12 |
0,26 |
-123,1 |
298,2 |
106,3 |
51,72 |
598,8 |
-230,0 |
– |
|
О2 |
0,52 |
0 |
205,04 |
29,37 |
31,46 |
3,39 |
– |
-3,77 |
|
С6Н6 |
0,028 |
49,04 |
173,2 |
136,1 |
59,5 |
255,02 |
– |
– |
|
N2 |
2,236 |
0 |
191,489 |
29,12 |
27,88 |
4,27 |
– |
– |
|
Расход | ||||||||
|
С6Н10О |
0,216 |
-198 |
296 |
– |
3,08 |
565 |
300 |
– |
|
Н2О |
0,216 |
-241,81 |
188,72 |
33,61 |
30,00 |
10,71 |
– |
0,33 |
|
С6Н12О |
0,004 |
-294,97 |
– |
244,2 |
-13,26 |
721,9 |
-408,9 |
– |
|
С6Н12 |
0,04 |
-123,1 |
298,2 |
106,3 |
51,72 |
598,8 |
-230,0 |
– |
|
О2 |
0,302 |
0 |
205,04 |
29,37 |
31,46 |
3,39 |
– |
-3,77 |
|
С6Н6 |
0,028 |
49,04 |
173,2 |
136,1 |
59,5 |
255,02 |
– |
– |
|
N2 |
2,236 |
0 |
191,489 |
29,12 |
27,88 |
4,27 |
– |
– |
