Окись этилена

1.2 Характеристика реакционного процесса

С2H4 + 1/2 O2 = C2H4O (1)

С2H4 + 3 O2 =2 CO2 + 2 H2O (2)

Реакция (1) является основной, реакции (2) - побочная. Все реакции необратимые, катализатором служит серебро на носителе.

1.3 Термодинамический анализ вероятности протекания процесса

Для определения термодинамической возможности протекания основной и побочных реакций при указанных температурах (в соответствии с заданием на работу) рассчитываем энергию Гиббса для каждой реакции на границах температурного интервала.

Расчет энергии Гиббса ведем по формуле Темкина-Шварцмана 5:

(1.1)

где - стандартная теплота реакции при 298°С, кДж/моль

; (1.2)

- разность стандартных абсолютных энтропий продуктов реакции и исходных веществ, кДж/моль

; (1.3)

- алгебраические суммы коэффициентов температурного ряда теплоёмкостей

; (1.4)

; (1.5)

; (1.6)

- константы уравнения (интегралы Тёмкина-Шварцмана), зависящие от температуры. Определяем интерполяцией табличных значений;

- абсолютная температура, К. В соответствии с заданием К и К

Необходимые для расчёта данные приводятся в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1 - Термодинамические параметры веществ 3], 5, 8

Вещество	, кДж/моль	, Дж/(мольК)	Коэффициенты уравнения , Дж/(мольК)
			a	b·103	c·106
Вода	- 68,317	16,716	17,996	-	-
Оксид этилена	- 12,190	58,1	-	-	-
Этилен	12,496	52,45	1,003	36,948	-19,381
Кислород	0	49,003	7,52	0,81	-
Диоксид углерода	- 94,052	51,06	10,55	2,16	-

Таблица 1.2 - Интегралы Тёмкина-Шварцмана для заданных температур 5

Температура, К
483	0,1007	0,0359·103	0,0131·106
583	0,1821	0,0699·103	0,0277·106

Определяем термодинамическую вероятность протекания реакции (1). По формулам (1.2), (1.3), (1.4), (1.5), (1.6) определяем необходимые величины:

кДж/моль

Дж/(мольК)

По формуле (1.1) определяем энергию Гиббса для реакции (1) при температурах 433 и 493К:

Поскольку энергия Гиббса для реакции (1) при температурах 483 и 583 К принимает отрицательное значение, то в интервале температур от 483 до 583 К реакция (1) термодинамически возможна.

Определяем термодинамическую вероятность протекания реакции (2). По формулам (1.2), (1.3), (1.4), (1.5), (1.6) определяем необходимые величины:

По формуле (1.1) определяем энергию Гиббса для реакции (2) при температурах 433 и 493К:

Поскольку энергия Гиббса для реакции (2) при температурах 483 и 583 К принимает отрицательное значение, то в интервале температур от 483 до 583 К реакция (2) термодинамически возможна.

Таким образом, в интервале температур от 483 до 583 К все две реакции термодинамически возможны.

Содержание