1.2.Выход продукта и селективность Выход продукта - это отношение практически полученной массы продукта к теоретически возможной массе (в %):Максимальная масса продукта, которая может быть получена из данного сырья, рассчитывается по уравнению реакции, при этом учитывается содержание в сырье реагента, подлежащего превращению. Для сложных реакций, когда с одним и тем же исходным веществом могут происходить несколько химических превращений и образовываться различные продукты, оценивать ход процесса лишь по степени превращения или выходу недостаточно. Степень превращения может быть высокой, т. е. большая часть исходных продуктов вступает в химическую реакцию, но не всегда приводит к образованию нужных (целевых) продуктов. Наряду с целевыми могут образовываться побочные продукты. Чем больше образуется целевых и меньше побочных продуктов, тем эффективнее протекает процесс. Для характеристики таких сложных процессов и установление доли целевых продуктов в общем, количестве полученных веществ пользуются величиной селективности. Селективность - это отношение массы целевого продукта к общей массе полученных продуктов. Так, если в процессе протекают параллельные реакции , и целевым является продукт , а побочным , масса которых выражается через и соответственно, то селективность составит:Поскольку общая масса полученных продуктов равна массе прореагировавшего вещества , селективность можно рассматривать как отношение массы полученного целевого продукта В к массе превращённого реагента : Материальный баланс составляется на основании закона сохранения массы вещества, согласно которому во всякой замкнутой системе масса веществ, вступивших в реакцию, равна массе веществ, получившихся в результате реакции. Материальный баланс технологического процесса - это масса веществ, поступивших на технологическую операцию (приход), равная массе веществ, полученных в её результате (расход):Материальный баланс составляется из расчёта расхода сырья и полученных продуктов на единицу основного продукта. Поскольку на практике приходится иметь дело не с чистыми веществами, а с сырьём сложного химического состава, при составлении материального баланса учитывается масса всех компонентов. Для этого используются данные анализов. В большинстве случаев масса вещества определяется отдельно для твёрдой, жидкой и газовой фаз. Таким образом, уравнение материального баланса имеет вид:
где - масса поступающих в производство твёрдого, жидкого и газообразного вещества соответственно; - масса продуктов производства.В практических расчётах не всегда присутствуют все три фазы, может быть несколько веществ в какоё-то одной фазе и тогда уравнение (1.1) может упрощаться или усложняться. Нередко материальный баланс составляется для какой-нибудь одной фазы гетерогенного процесса, происходящего в реакторе. Тогда в процессе перехода веществ из одной фазы в другую масса веществ, поступающих в реактор в составе этой фазы (например, газовой), не равна массе веществ, выходящих из реактора. В реакторе увеличивается или уменьшается масса веществ в данной фазе. В этом случае общее уравнение материального баланса, например, для газовой фазы, примет вид: , где - масса веществ, накопившихся в реакторе; - масса веществ, убывших из газовой фазы.Результаты расчётов сводятся в таблицу материального баланса по массе исходных веществ и продуктов реакции и выражаются в кг. При несовпадении и рассчитывается невязка баланса: Смотрите дополнительную информацию |
||||||||||||||||||||
|