Зависимости энтальпии и энтропии реакции от температуры:

Руководствуясь ранее приведенным порядком расчета подобных зависимостей, получим:

Результаты вычислений представлены в таблице 2.4.

Таблица 2.4 – Результаты расчета термодинамических параметров

По результатам вышеприведенных расчетов построим графики соответствующих зависимостей.

Рисунок 2.2 – Зависимость энтальпии от температуры.

Рисунок 2.3 – Зависимость энтропии от температуры.

Рисунок 2.4 – Зависимость энергии Гиббса от температуры.

Рисунок 2.5 – Зависимость логарифма константы равновесия от температуры.

По приведенным результатам расчета термодинамических характеристик рассматриваемой реакции можно сделать следующие выводы:

1) Так как >0, то реакция эндотермическая

2) Энергия Гиббса становится отрицательной при температуре 385 К, следовательно, процесс термодинамически возможен, только при условие, что температура реакции больше 385 К, далее видно, что с повышением температуры, термодинамическая вероятность протекания процесса в прямом направлении линейно возрастает. На практике процесс осуществляется при 390 – 400 К.

3) При температурах больше 385 К константа равновесия Кр >1 и далее с повышением температуры экспоненциально возрастает, тем самым равновесие смещается в сторону продуктов реакции.

3. Расчет материального баланса

Расчет материального баланса будем вести, приняв производительность установки 5 т/сут. Синтез ведется в реакторе идеального смешения периодического действия, поэтому все расчеты будем вести на один цикл.

В процессе производства целевого продукта – борат метилфосфита протекают следующие реакции [24]:

Основная реакция:

Побочная реакция:

Основные данные для расчета материального баланса сведем в таблицу:

Таблица 3.1 – Основные данные для расчета