6. Тепловой баланс стадии диазотирования
Тепловой баланс процесса диазотирования ароматических аминов описывается уравнением:
Q1 + Q2 + Q3 = Q4 + Q5 +Q6 , где
Q1 - тепло, поступающее в аппарат с исходными веществами, кДж
Q2 - тепло, отводимое охлаждающим агентом или подводимое теплоносителем к аппарату, кДж
Q3 - тепловой эффект процесса, кДж
Q4 - тепло, уносимое продуктами реакции, кДж
Q5 - тепло, идущее на охлаждение или нагревание отдельных частей аппарата, кДж
Q6 - тепло, теряемое аппаратом в окружающую среду или получаемое из нее, кДж
Расчет теплот Q1 и Q2 проводят по следующим формулам :
Q1 = S
Gi н ×
cp ×
Tн ;
Q4 = S
Gjк ×
cp ×
Tк ,
Giн , Gjк - масса исходных веществ и продуктов реакции, кг ;
срн , срк - удельные теплоемкости исходных веществ и продуктов реакции,
кДж / кг×
К ;
Tн ,Tк - начальная и конечная температуры на данной стадии процесса, К.
Массы исходных веществ и продуктов реакции берут из данных материального баланса.
При отсутствии экспериментальных данных о удельных теплоемкостях, их величины могут быть приближенно вычислены по уравнению :
где
сра - атомные теплоемкости элементов, кДж/ кг×
К ;
n - число одноименных атомов в молекуле ;
M - молекулярная масса соединения, кг/ кмоль.
сР1 = (8 ×
7,53 + 13 ×
9,62 + 1 ×
11,3) / 121 = 1,63 кДж / кг×
К
сР2 = (8 ×
7,53 + 11 ×
9,62 + 2 ×
11,3 + 26,36) / 168,5 = 1,28 кДж / кг×
К
Удельные теплоемкости исходных веществ и продуктов реакции.