Расчёт теплового баланса реакционного узла Цель расчёта теплового баланса –

тепловую нагрузку на каждый аппарат технологической схемы.
Если процесс адиабатический –

рассчитывают температуру на выходе.

При Р = const тепловая нагрузка Q равна разности энтальпий системы в конечном и исходном состояниях:
Q = Нкон - Нисх

+ ΔH2 + ΔH3 = Hкон
Q = ΔH1 + ΔH2

+ ΔH3

ΔH1 – изменение энтальпии при охлаждении смеси от исходной температуры Tисх до стандартной T0;
ΔH2 – изменение энтальпии в результате протекания химических реакций при температуре T0;
ΔH3 – изменение энтальпии при нагревании смеси от исходной температуры To до конечной температуры Tкон;

ΔН>0, если тепло поглощается системой.
В качестве стандартной температуры удобно использовать

температуру 298К (25oC), так как энтальпии образования веществ, необходимые для расчёта тепловых эффектов химических реакций приводятся в справочниках именно при этой температуре.
Энтальпию системы можно приближённо рассчитать, как сумму энтальпий компонентов, входящих в систему. Для упрощения расчёта будем считать, что фазовый переход и расчёт теплоты фазового перехода осуществляется при температуре To = 298К.

1. Расчёт ΔH1:

исходной смеси от температуры Tисх до температуры To;

Q2 – тепло,

выделяемое при конденсации компонентов при температуре To.

(поглощаемое) при протекании химических реакций при температуре To;
где M – число

линейно независимых химических реакций;
ΔHik- тепловой эффект образования или исчезновения единицы массы (кг) ключевого компонента k в реакции i.
Gik - масса ключевого компонента k, реагирующего в реакции i.

где Mk- молекулярная масса компонента k;
vk- стехиометрический коэффициент при компоненте k;
ΔHir - тепловой эффект реакции i.

реакции i для продуктов и исходных веществ;
Нj – энтальпия образования

компонента j.

3. Расчёт ΔH3:

исходной смеси от температуры To до температуры Tкон;
Q5 – тепло,

необходимое для испарения компонентов при температуре To.

Таким образом, тепловая нагрузка Q реакционного узла будет равна:
Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5
При необходимости можно учесть также потери тепла в окружающую среду и на нагрев самого реактора для периодических процессов.

входе в реактор гидратации оксида этилена, при условии, что температура

на выходе из реактора должна составлять 200oC. Материальный баланс процесса гидратации приведён в таблице.

Нi (ккал/моль):

нагреве продуктов от температуры 298К до 473К.
Теплоёмкости компонентов (ккал/кг.К), при

средней температуре от 25 до 200 оС: