化學(xué)平衡分析課件

反應(yīng)體系的化學(xué)平衡分析

反應(yīng)體系的化學(xué)平衡分析化學(xué)平衡分析課件化學(xué)平衡分析課件必須掌握的反應(yīng)體系的特性

(1)化學(xué)計(jì)量學(xué)簡(jiǎn)單反應(yīng)還是復(fù)雜反應(yīng)；主反應(yīng)和副反應(yīng)間的關(guān)系；每一反應(yīng)中各組分變化量之間的相互關(guān)系

(2)化學(xué)熱力學(xué)

反應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)化；反應(yīng)體系的平衡性質(zhì)必須掌握的反應(yīng)體系的特性

(1)化學(xué)計(jì)量學(xué)簡(jiǎn)單反應(yīng)還是復(fù)化學(xué)平衡分析課件反應(yīng)系統(tǒng)類型（1）單一反應(yīng)原料產(chǎn)物原料產(chǎn)物+副產(chǎn)物原料1+原料2產(chǎn)物3H2+N22NH3反應(yīng)系統(tǒng)類型（1）單一反應(yīng)化學(xué)平衡分析課件化學(xué)平衡分析課件化學(xué)平衡分析課件(5)聚合反應(yīng)自聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)平均分子量和分子量分布(5)聚合反應(yīng)自聚反應(yīng)（一）化學(xué)平衡分析的意義1．借助化學(xué)平衡分析判斷反應(yīng)機(jī)理。在石腦油水蒸氣裂解反應(yīng)中，產(chǎn)物中有甲烷生成。甲烷是由裂解反應(yīng)生成的，還是由甲烷化反應(yīng)（CO+3H2=CH4+H2O）生成的呢？如果是前者，催化劑具有較高的甲烷轉(zhuǎn)化活性是有利的；而如果是后者，甲烷轉(zhuǎn)化活性高的催化劑將導(dǎo)致CO和H2的損失。（一）化學(xué)平衡分析的意義1．借助化學(xué)平衡分析判斷反應(yīng)機(jī)理。在石腦油蒸汽轉(zhuǎn)化中試反應(yīng)器組分濃度分布石腦油蒸汽轉(zhuǎn)化中試反應(yīng)器組分濃度分布2.判別反應(yīng)過程的控制因素是動(dòng)力學(xué)的還是熱力學(xué)的。

2.判別反應(yīng)過程的控制因素是動(dòng)力學(xué)的還是熱力學(xué)的。

3.借用平衡溫距的概念估算高溫快速反應(yīng)體系的出口組成。如高溫下的烴類水蒸氣變換反應(yīng)，由于反應(yīng)溫度和催化劑活性均很高，反應(yīng)器的出口狀態(tài)將十分接近化學(xué)平衡。對(duì)這類反應(yīng)系統(tǒng)，常通過化學(xué)平衡計(jì)算確定反應(yīng)器出口組成.考慮到化學(xué)平衡狀態(tài)只能趨近，而不可能真正達(dá)到,常采用平衡溫距的概念來糾正這種偏差。3.借用平衡溫距的概念估算高溫快速反應(yīng)體系的出口組成。如高溫平衡溫距是指反應(yīng)器出口溫度和與出口組成相對(duì)應(yīng)的平衡溫度的差值，即

式中，T為實(shí)際出口溫度，Te為與出口組成相對(duì)應(yīng)的平衡溫度。平衡溫距與催化劑活性和操作條件有關(guān),其值越小，說明催化劑活性越好。例如在甲烷蒸汽轉(zhuǎn)化爐中，一、二段轉(zhuǎn)化爐的平衡溫距通常分別為10-15℃和15-30℃。在ProII,AspenPlus等化工流程模擬系統(tǒng)中都包含一平衡反應(yīng)器模塊，以適應(yīng)這種需要。平衡溫距是指反應(yīng)器出口溫度和與出口組成相對(duì)應(yīng)的平衡溫度的差值（二）反應(yīng)條件對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響

十九世紀(jì)末，法國物理化學(xué)家里查德利指出：當(dāng)反應(yīng)條件改變時(shí)，化學(xué)平衡總是向著企圖抵消這種改變的方向移動(dòng)。（二）反應(yīng)條件對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率的影響化學(xué)平衡分析課件化學(xué)平衡分析課件化學(xué)平衡分析課件化學(xué)平衡分析課件二氧化硫催化氧化反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系二氧化硫催化氧化反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系最佳溫度線與平衡溫度線最佳溫度線與平衡溫度線化學(xué)平衡分析課件化學(xué)平衡分析課件氨合成反應(yīng)：3H2+N2=2NH3

不同溫度壓力下反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率氨合成反應(yīng)：3H2+N2=2NH3

不同溫度壓力下反應(yīng)的乙苯脫氫：C6H5C2H5=C6H5C2H3+H2

不同溫度、總壓和水烴比下反應(yīng)的

平衡轉(zhuǎn)化率乙苯脫氫：C6H5C2H5=C6H5C2H3+H2

化學(xué)平衡分析課件二氧化硫催化氧化：不同二氧化硫濃度的爐氣在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率二氧化硫催化氧化：不同二氧化硫濃度的爐氣在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)一吸流程：SO2的轉(zhuǎn)化率只能達(dá)到96~97%一轉(zhuǎn)一吸流程：SO2的轉(zhuǎn)化率只能達(dá)到96~97%二轉(zhuǎn)二吸流程：SO2的轉(zhuǎn)化率可提高到99.5~99.8%二轉(zhuǎn)二吸流程：SO2的轉(zhuǎn)化率可提高到99.5~99.8%化學(xué)平衡分析課件化學(xué)平衡分析課件化學(xué)平衡分析課件反應(yīng)精餾生產(chǎn)碳酸二甲酯流程反應(yīng)精餾生產(chǎn)