Введение к работе
Актуальность темы. Исторически сложилось так, что термодина-[ика, равновесные характеристики важнейших, крупнотоннажных тех-ологических процессов, таких как синтез аммиака, окисление двуоки-и серы и др. были тщательно изучены и установлены еще до войны в 0-х годах. Полученные тогда уравнения надежны, однозначны и фигу-ируют во всех отраслевых справочниках, энциклопедиях по сей день.
Промышленный синтез метанола формировался в те же годы - ко-ец двадцатых - начало тридцатых годов. К этому времени и относится шрокий фронт изысканий по катализаторам. И приоритет получили едьсодержащис катализаторы, как наиболее активные и низкотемпера-урные. Но в те годы не удавалось получить достаточно чистый синтез-аз, а также отсутствовали достоверные данные по равновесию реакции интеза метанола. И на арену вышли цинк-хромовые катализаторы с емпературным диапазоном работы 340-400С, более высокотемпера-урные, но зато менее чувствительные к содержанию различных отрав-яющих веществ в синтез-газе. И только после того как в начале шес-идесятых годов химическая промышленность перешла на новое сырье, а природный газ для получения синтез-газа, медьсодержащие катали-аторы вновь вернулись на промышленную арену. Производство мета-ола разделилось по давлению газа на процессы при 50+100 атм. и 00+300 атм. Так обстояло дело с катализаторами.
На этих же катализаторах ставились опыты и по равновесию резкий синтеза метанола. В 30-х годах в крупнейших лабораториях того ремени, в первую очередь в Германии, США, СССР были поставлены аботы по экспериментальному определению равновесного содержания етанола в различных условиях и вычислены константы равновесия ре-кции, Кр. Блок опытных данных того времени и по сей день остается сновополагающей экспериментальной базой по равновесию реакции.
Возникла необходимость дальнейших исследований ввиду значи-гльного расхождения опытных величин различных авторов, а также есоответствия расчетных и экспериментальных значений равновесных арактеристик реакции синтеза метанола в условиях высокого давления іза.
В итоге сформировалась задача исследования в этой части работы:
а) на базе теоретического уравнения М.И. Темкина с сотр. для ат-
осферного давления газа;
б) используя коэффициенты активности реагентов Томаса-
ортальского;
в) используя обширный блок экспериментальных данных различ-
ых авторов, охватывающих давление до 210 атм. и температуру до
00С;
олучить расчетное уравнение температурной зависимости константы авновесия для диапазона рабочих давлений газовой смеси в современ-
ных промышленных условиях. С переходом технологии на компьюте ные рельсы потребность в таком уравнении резко возросла.
С выходом на медьсодержащие катализаторы приходится иметь д ло с двухмаршрутной реакцией, а, следовательно, необходимо име-уравнение температурной зависимости константы равновесия реакці конверсии окиси углерода водяным паром для условий высокого давл ния газа.
На основе этих двух уравнений получить программу расчета равн весного содержания метанола в условиях промышленного синтеза.
Особую значимость приобретает необходимость изучения разлож ния метанола при давлениях близких к атмосферному.
Научная новизна. К настоящему времени получены температурні зависимости констант равновесия реакции синтеза метанола для низкі давлений газа. Для технологических расчетов, для расчета констаї равновесия при высоких давлениях пользуются чаще всего методе приведенных температур и давлений. Полученные температурные зав симости констант равновесия с учетом влияния высокого давления р комендованы к применению в технологических и инженерных расчета: Практическая ценность и реализация работы. Рассмотрено вли ние давления на равновесие реакции синтеза метанола СО+2Н2=СН301 а также равновесие реакции конверсии окиси углерода водяным парс СО+Н20=С02+Н2, протекающей наряду с образованием метанола в пр мышленных условиях. Обсужден кинетический механизм реакции си теза метанола, когда в реакционной среде наряду с СО и Н2 присутс вуют слабые окислители С02 и Н2О. Предложены выражения для теї пературной зависимости констант равновесия обеих реакций с учете влияния давления.
Апробация работы. 1.Основные положения и результаты диссе тации докладывались и обсуждались дважды на городском семинаре і кинетике и катализу.
2. Доклад на международной научно-практической конференции
«Ресурсосбережение, энергосбережение и компьютеризация в нефтехи
мической и нефтеперерабатывающей промышленности» г. Новополоцк
1997
3. Доклад на научно- технической конференции аспирант!
СПбТИ(ТУ), посвященной памяти М. М. Сычева, С-Петербург 1997.
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы і шести печатных работах.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит : введения, цели работы, пяти глав, основных выводов, списка литерат ры, включающего 83 источника и приложения. Работа изложена на 1 машинописных страницах, содержит 21 рисунок и 19 таблиц.
