Способ определения характеристик химическогопроцесса

ОП ИСАН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ Сагов Советова Социалистические Респу 0 ливЗависимое от авт. свидетельства-Кл, 421, 13/03 аявлено 09.111.1967 ( 1138891/26-25 присоединением заявкиМПК С 01 пКл 534 А 41.3(088.8 иоритет Номитет по делам иэооретений и открыти при Совете Министров СССРОпубликовано 10,1 П,1969. Бюллетень Ъ Дата опубликования описания 15 Л 11.19 Авторыизобретения. Г, Панков и Э. Г. Хрипин явитель СПОС РЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ХИМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА Известен способ определения характеристик химического процесса путем введения в исходную смесь известного количества инертного компонента (внутреннего стандарта). Сравнение отношений концентраций интересующих компонентов смеси к концентрации внутреннего,стандарта дает возможность определить конверсию сырья, выход целевых продуктов и т. д. Этот способ связан с трудностями, обусловленными выбором внутреннего стандарта, который должен обладать полной инертностью в процессе, легко вводиться в реакционную смесь, легко от,нее отделяться и,не мешать осуществлению анализа.Предложен способ определения характеристик химических процессов, основанный на использовании в качестве внутреннего стандарта одного из химических элементов, входящих в,состав реагирующих веществ. Метод состоит в том, что анализируют исходную и конечную смесь на,содержание интересующих компонентов и выбранного в качестве внутреннего стандарта элемента, например углерода и т. д., и сравнивают количества интересующих компонентов на единицу элемента. Это сравнение непосредственно приводит к определению конверсии, сырья, выходов целевых продуктов на пропущенное и превращенное сырье, относительного изменения числа молей в процессереакции и т. д. Данное пзооретенпе иллюстрируется следующими примерами.Пример 1. Определение отн осительного изменения числа молей в пр о цессе осущ ест в л ени я реакции пеги др иров ан ия бутана (процесса Г удр и).Способ состоит в определении удельного содержания одного из химических элементов, о входящих в состав реагирующих веществ,в аликвотных частях исходных и конечных продуктов. Отношение полученных величин характеризует относительное изменение числа молей в процессе хгтмической реакции.В качестве исходного продукта использовалисмесь 75 об, % и-бутана с 2 о об.% бутиленов.Дегидрирование провели в паровой фазе под вакуумом на катализаторе.Из потока сырья была автоматически отоо брана 0,1 лг.г пробы, которую направили насжигание в токе воздуха при 700 С, Получившаяся вода поглотилась хлористым кальцием, а количество углекислого газа определили хроматографичеоким методом. Аналогичным образом определили количество углекислого газа в единице объема продуктов реакции. Отношение полученных количеств углекислого газа характеризовало относительное изменение числа молей в результате реакции.=74,3 мол, %. 30 Степень одностадийности процессаК 2Заказ 5807 Тирам( 480 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРМосква, Центр, пр. Серова, д. 4 Типография, пр. Сапунова, 2 При сжигании 0,1 мл сырья на хроматограмме получили площадь пика углекислого газа 142,31 сл 2. При сжигании пробы контактного газа в тех же условиях площадь, пика углекислого газа составила 64,4 ся 12 Относительное изменение числа молей равно:142,3164,34 Эта же величина характеризует увеличениеобъема в процессе реакции, уменьшение плот.ности, уменьшение числа молей в единицеобъема.Непосредственные измерения измененийобъема в лабораторных условиях дали результат 1,98.Так как относительное изменение числа молей обратно пропорционально содержанию отдельных элементов (С, Н и др.) в единицеобъема (веса), то на основе анализа толькоинтересующих компонентов в исходном и целевом продуктах, можно определить показателипроцесса.Пример 2. Определение показ ателей процесса (конверсии н-бутана,выходов дивинил а, степени оди остадийности процесса и др.).При хроматографичеоком анализе исходноибутан-бутиленовой смеси площади пиков бутана и бутиленов соответственно равнялись25,14 и 8,51 см 2, а площадь пика углекислогогаза, полученная ври хроматографическоманализе продуктов сжигания исходной смеси,составила 142,31 сл 2,Удельные содержания компонентов на единигцу элемента (углерода) нашли по отношению полученных площадей:25,14для и-бутана К ==0,176;142 318,51для бутиленов К 2 == 0,059.142 31На хроматограмме контактного газа определили удельные содержания компонентов наединицу того же элемента (углерода), сиз:Площадь пика и-бутана 5,50бутиленов 5,38дивинила 3,14Площадь пика углекислого,газа, полученная при хроматографическом анализе продуктов сжигания контактного газа Удельные содержания компонентов на единицу элемента соответственно равнялись:5,50Для и-бутана Кп==0,085;для бутиленов К 2 = -= 0,084;5,3864 34з 3,14для дивинила Кз == 0,049.64,34Конверсия и-бутана равна Х 100 = 51 7 мол. %КисхКонверсия смеси равна1 2 1 2;( 100 =1 2Ки,х+ Ки,х Выход дивинила на пропущенное сырье20КЗХ 100=20,8 мол. %,К +К Выход дивинила на разложенное сырьеХ 100= Таким образом можчо характеризовать любой химический процесс аликвотных частей исходных и конечных продуктов в газовой, жидкой и твердой фазе. П редмет изобретенияСпособ определения характеристик химического процесса, например конверсии сырья, на основе сравнения отношения концентраций 45 анализируемых компонентов к содержаниювещества, являющегося внутренним стандартом, отличающийся тем, что, с цсль 1 о упрощения анализа, а такжс,возмо)кности автоматизации, в качестве внутреннего стандарта ис пользуют один из элементов, входящих в сос 1 ав анализируемой смеси, содержание которого определяют в исходной смеси и в продуктах реакции.