Способ определения характеристик химическогопроцесса
ОП ИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВЙДЕТЕЛЬСТВУ
Сагоз Советова
Социалистические
Респу0лив
Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”
Кл. 421, 13/03
Заявлено 09.Ill.1967 (№ 1138891/26-25) с присоединением заявки №
МПК (i 01п
K,÷ 534А41.3(088.8) Приоритет
Опубликовано 10,П1.1969. Бюллетень ¹ 10
Дата опубликования описания 15Л 11.1969
Номитет по делам иэооретений и открытий при Совете Министров
СССР
Авторы изобретения
А. Г. Панков и Э. Г. Хрипин
Заявитель
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ 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 возможноcTb определить конверсию сырья, выход целевых продуктов и т. д. Этот способ связан с трудностями, обусловленными выбор|ом 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, входящи в,состав реагирующих веществ. Метод состоит
B 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 процессе реакции и т. д.
Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Определение относительного изменения числа молей в процессе осуществления реакции геги др иров ан ия бутана (процесса
Г удр и).
Споcîá состоит в определении удельного содержания одного из химических элементов, 1о входящих в состав реагирующих веществ, в аликвотных частях исходных и конечных продуктов. Отношение полученных величин характеризует относительное изменение числа молей в процессе хгтмической реакции.
15 В качестве исходного продукта использовали смесь 75 об. % и-бутана с 25 об. % бутиленов.
Дегидрирование провели в паровой фазе под вакуумом на катализаторе.
11з потока сырья была автоматически ото2п брана 0,1 .и.ã пробы, которую направили на сжигание 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 из30 менение числа молей в результате реакции.
238876
= 28,1 мол. %.
=74,3 мол, %.
Степень одностадийности процесса у 2
X 100 = 142 MoJI. % у 2
64,34
Составитель И. К. Кэндрацкая
Редактор Б. Б. Федотов Техред Л. А. Камышникова Корректор 3. И, Чванкина
Заказ 1580!17 Тираж 480 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, 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 . При сжигании пробы контактного газа в тех же условиях площадь, пика углекислого газа составила 64,4 с и- Относительное изменение числа молей равно:
142,31
64,34
Эта же величина характеризует увеличение объема в процессе реакции, уменьшение плотности, уменьшение числа молей в единице объема.
Непосредственные измерения изменений объема в лабораторных условиях дали результат 1,98.
Так как относительное изменение числа молей обратно пропорционально содержанию отдельных элементов (С, Н и др.) в единице объема (веса), то на основе анализа только интересующих компонентов в исходном и целевом п родуктах, можно определить показатели процесса.
Пример 2. Определение показателей процесса (конверсии н-бутана, выходов дивинил а, степени оди остадийн ости процесса и др.).
При хроматографичеоком анализе исходной бутан-бутилено вой смеси .площади пиков бутана и бутиленов соответственно равнялись
25,14 и 8,51 см2-, а площадь пика углекислого газа, полученная при хроматографическом анализе продуктов сжигания исходной смеси, составила 142,31 сл2.
Удельные содержания компонентов на единитцу элемента (углерода) нашли по отношению полученных площадей:
25,14 для н-бутана К = = 0,176;
142 31
8,51 для бутиленов К2 = = 0,059.
142 31
На хроматограмме контактного газа определили удельные содержания компонентов на единицу того же элемента (углерода), с и- .
Площадь пика и-бутана 5,50
>> » бутиленов 5,38
>> » дивинила 3,14
Площадь пика углекислого,газа, .полученная при хроматографическом анализе продуктов сжигания контактного газа
Удельные содержания компонентов на единицу элемента соответственно равнялись:
5,50
Для и-бутана К „„= — 0 085. для бутиленов К2 = — = 0,084;
5,38
64 34
3,14 для дивинила Кз = = 0,049. пол 64 34
Конверсия и-бутана равна у -1 .1
" ";х 100 = 51 7 мол. % у и сх
Конверсия смеси равна
1 2 1 2
<уСисх уСисх) <у пол + у пол)
X 100=
1 2
К„,„+ К„,„
Выход дивинила на пропущенное сырье
20 у.з
:; 100=20,8 мол. %. исх + у исх
Выход дивинила на разложенное сырье у З
X 100=
Таким образом можчо характеризовать любой химический процесс аликвотных частей исходных и конечных продуктов в газовой, жидкой и твердой фазе.
Предмет изобретения
Способ определения ха рактеристик химического процесса, например конверсии сырья, на основе сравнения отношения концентраций
45 анализируемых компонентов к содержанию вещества, являющегося внутренним стандартом, отличающийся тем, что, .с цсль1о упрощения анализа, а тякжс воз .110>кности автоматизации, в качестве внутреннего стандарта ис50 пользуют один из элементов, входящих в сосТав анализируемой смеси, содержание которого определяют в исходной смеси и в продуктах реакции.
