氨合成的平衡组成和平衡常数的计算——二种逸度系数计算方法的比较

本文采用考虑组成对逸度系数及平衡常数影响的Beattie-Bridgeman状态方程(简称B-B方程),以及不考虑组成影响的Cooper,Newton法(简称C-N法),运用电子计算机计算了氨合成反应的平衡常数,并以1nKp=A+B(1/T)形式对B-B方程的计算结果进行回归。通过与文献实验值的比较,可见B-B方程在较大范围内与实验值较接近。因此,在氨塔计算中,推荐采用B-B方程计算平衡常数。     

甲醇合成化学平衡常数的测定与推算

以低压法(5MPa)甲醇合成为背景,建立了气相法甲醇合成化学平衡常数的实验测定系统,测定了不同温度和压力下,CO、CO_2同时加H_2合成CH_3OH反应的平衡组成及化学平衡常数K_p,同时以实验结果为依据,对K_p的理论推算进行了探讨,其中对文献中计算以逸度表示的平衡常数K_f的各种方程进行了比较。结果表明,基于Cherednichenko的K_(f,Ⅰ)和Bissett的K_(f,Ⅱ),采用修正的SRK方程,对K_p的推算取得了满意的结果。     

甲醇合成化学平衡常数的测定与推算

以低压法(5MPa)甲醇合成为背景,建立了气相法甲醇合成化学平衡常数的实验测定系统,测定了不同温度和压力下,CO、CO_2同时加H_2合成CH_3OH反应的平衡组成及化学平衡常数K_p,同时以实验结果为依据,对K_p的理论推算进行了探讨,其中对文献中计算以逸度表示的平衡常数K_f的各种方程进行了比较。结果表明,基于Cherednichenko的K_(f,Ⅰ)和Bissett的K_(f,Ⅱ),采用修正的SRK方程,对K_p的推算取得了满意的结果。     

氨合成最大反应速率模型及计算

建立了计算最佳温度下的氨合成最大反应速率模型,提出了模型的数值解方法;以三套管冷管并流式氨合成塔为例,分别绘制了氨合成反应速率与氨摩尔分率、转化率和反应温度的关系曲线,并与实际反应曲线进行了比较,结果表明,本文所绘制的曲线不仅可以直观地反映氨合成最大反应速率随氨摩尔分率(或转化率)和反应温度变化的动力学规律,而且可以表示出催化剂床层内实际反应速率与最大反应速率的偏离程度。     

硝酸生产酸吸收率、尾气含氧和氮氧化物计算式

硝酸生产的酸吸收率及其尾气含氮氧化物计算,笔者推导了系列式,已分别发表于本刊,然而以往的计算较为复杂,而且如酸吸收率计算式,只与部分的工况有关,若与温度、压力等结合,又如何?皆举莫属。为了方便酸吸收率计算,推荐公式(1)     

尿素与苯酚合成碳酸二苯酯的热力学分析

用Benson基团贡献法结合Watson公式和热力学关系式计算了尿素与苯酚合成碳酸二苯酯液态反应的反应焓变、反应熵变、吉布斯自由能变及平衡常数。结果表明,该反应为吸热反应,升高温度有利于碳酸二苯酯的生成。反应的热力学平衡常数很小,为了提高产品收率,必须及时移走生成的氨气。     

甲醇与叔丁醇一步合成甲基叔丁基醚的热力学分析

采用热力学计算方法研究甲酪与叔丁醇脱水反应热力学.研究结果表明.液相中甲醇与叔丁醇脱水反应是自发进行的放热反应.反应热效应和反应平衡常数均随着湍度升高而减小。在相同的温度下.与合成甲基叔丁醚反应相比.生成异丁烯和二甲醚的自发进行趋势和反应平衡常数均较大.生成异丁烯反应的自发进行趋势和反应平衡常数均最大.合成叔丁醚反应自发进行趋势和反应半衡常数均最小.与气相反应相比.液相反应放热量较大.合成甲基叔丁基醚自发进行趋势和反应平衡常数均较大.反应以液相进行更有利     

应用修正R—K状态方程计算中压下一氧化碳变换反应中各反应组分的逸度系数

本文应用修正R—K状态方程计算了合成氨过程中,变换反应各反应组分的压缩因子和逸度系数。通过将压缩因子计算值与文献提供的标准数据相校核,表明该方法适用于以渣油为原料8.5MPa压力下操作的变换反应逸度系数的计算。故推荐采用修正R—K状态方程进行中压变换反应器的设计使用。     

合成甲醇工艺学(Ⅱ)

<正>第二章甲醇合成的物理一化学原理 1.合成热力学平衡常数可用有关的的方程式计算,随着试验技术和仪器分析方法的发展,已能测定反应的平衡常数。例如用移动循环装置在催化剂 CHM-1上测定反应1.1的平衡常数,得到的数值符合热力学方程式计算的结果。常压下反应式1.1、1.2、1.7在不同温度下的平衡常数如下;     

氨氧化反应气体在触媒区停留时间计算修正式

本文讨论了氨的接触氧化反应气体体积变化与氨浓度的函数关系,导出氨氧化反应气体在触媒区域的停留时间为:(?)对当前硝酸工业中常用的停留时间计算式ι=(V自由)/(V气)作出修正。     

碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯热力学分析

用分子模拟软件M aterial stud io、工艺过程模拟软件ChemCAD结合Benson基团贡献法,计算了碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯的反应焓变、反应熵变、吉布斯自由能变及平衡常数。结果表明,该反应为吸热反应,升高温度有利于DPC的生成。反应的热力学平衡常数很小,为了提高DPC收率,必须及时移走副产物甲醇。     

一个新的化学反应热计算式

提出了一个新的化学反应热计算式 ,该计算式不仅能对非等温反应的反应热进行计算 ,而且还可克服应用基尔霍夫公式不能有相变化的限制 ;此外 ,在没有热容数据的情况下 ,可直接以各反应物和产物的焓值来计算。     

鼓泡液中的传热

概述并比较了影响鼓泡液中给热系数h_(bu)的诸因素及其计算方法,推荐出可用于工业设计的计算式,最后以具体示例说明。     

氨合成反应热效应的新关联式

对《氮肥工艺设计手册－－理化数据分册》中的氨合成反应热效应数据用Marquardt最小二乘法回归，得到氨合成反应生成热，反应热与湿度，压力的关联式，并与关联式进行了比较。结果表明：该式的相关系数，决定性指标，平均相对误差及误差分布均优于目前广泛使用的关联式。     

三套管连续换热式氨合成塔催化床的二维模型

本文建立了三套管连续换热式氨合成塔催化床的二维数学模型,用逸度表示反应速率,求得了床层内轴向和径向温度及浓度分布的数值解。模拟计算结果表明,由于冷却段催化床内插冷管,冷管内与床层内的温差较大,使床层的径向存在较大的温差。采用一维模型进行计算与实际情况存在一定的偏差,这一点在反应器的设计和催化剂的还原中是不容忽视的。     

CeO2催化CO2与甲醇合成碳酸二甲酯

针对CO₂和甲醇绿色合成碳酸二甲酯路线进行热力学计算分析。在反应压力0.1—8.0 MPa和反应温度293.15—473.15 K分别研究反应温度和反应压力对吉布斯自由能Δ_rG、平衡常数K和平衡转化率C的影响。在此基础上,以CeO₂为催化剂分别固定反应压力8.0 MPa或反应温度413.15 K,在不同反应温度或压力下进行反应,并将实验结果与热力学计算结果进行对比。结果表明：CeO₂在反应温度为373.15—473.15 K内表现出良好的催化性能,增大反应压力可以有效降低Δ_rG,并提高K和C,促进反应正向进行。此外,热力学计算结果显示,较低温度不同反应压力条件下,增加反应压力对反应平衡常数的增大更显著,且为开发高活性催化材料在较低温下催化CO₂和甲醇高效合成碳酸二甲酯提供理论参考。     

多孔催化剂有效因子的近似分析解(Ⅱ)近似分析解与数值解的比较

根据本文第Ⅰ部分所提出的多孔催化剂有效因子近似计算式,针对不同形式的幂函数型动力学方程和双曲型动力学方程,计算了等温下Thiele模数不同时非一级反应的有效因子,并且用数值方法求出相应条件下的有效因子以作比较.大量的计算结果证明所提出的近似计算式较之文献上已有的近似式,不但精度高,而且适用范围广.同时近似式中参数估值简便,克服了以往研究者所提出的式子中这方面所存在的困难.     

双酚F合成体系热力学和动力学分析

对苯酚与甲醛反应合成双酚F体系进行了热力学分析,通过等键反应设计、G-C基团贡献法和分子模拟等多种方法计算了双酚F合成体系中各物质液态的生成焓和标准熵,计算涉及反应的焓变、熵变、Gibbs自由能变及平衡常数。结果表明:在298—363 K之间,苯酚与甲醛合成双酚F的主、副反应均为放热反应,Gibbs自由能变均为绝对值较大的负值,反应可自发进行,需要开发高选择性的催化剂和适宜的反应条件以控制副反应;各步反应平衡常数很高,反应进行得较完全。此外,通过动力学分析讨论了苯酚/甲醛摩尔比对双酚F选择性的影响,随着苯酚/甲醛摩尔比增加,选择性提高,酚醛摩尔比高于10后变化不明显。     

完全液相制备催化剂上合成二甲醚动力学研究

采用浆态床反应器,研究了用完全液相法制备的Cu-Zn-A l双功能催化剂上CO加氢直接合成二甲醚(DME)的反应动力学。按CO加氢先合成CH3OH,再由CH3OH脱水生成DME二步串联的反应机理,根据不同的中间产物及控制步骤分别建立了动力学模型,以反应物的平衡浓度代替逸度进行计算,最终选取的模型计算值和实验值吻合较好,说明采用L-H型动力学模型可以合理地描述催化剂表面的反应过程,模型参数计算结果表明,催化剂表面对CO2的弱吸附是该催化剂在浆态床中稳定性较好的主要原因之一。     

不同反应原料合成碳酸二苯酯的热力学研究

采用密度泛函理论(DFT),对碳酸二苯酯(DPC)的不同合成反应路径进行了热力学分析。首先优化了反应中涉及的各种物质在气体状态下的稳定结构,在此基础上计算了各物质液体状态下的热力学性质,获得了碳酸二甲酯-苯酚(DMC-Ph OH),碳酸二甲酯-乙酸苯酯(DMC-PA)两种不同酯交换反应路径的焓变、熵变、吉布斯自由能变以及平衡常数。计算结果表明,两种合成反应均为吸热反应;从热力学角度来看,DMC-PA反应路径优于DMC-Ph OH反应路径,其反应平衡常数更大,利于DPC的生成。但两种合成路径各步反应的平衡常数KC均偏小,为提高DPC收率,需要在反应进行过程中,不断移走产物以打破热力学平衡限制。同时,从热力学角度分析,若DMC同Ph OH的反应采用"两步法",DMC同PA的反应采用"一步法",则较有利于DPC的生成。