Селективность что это в химии

Селективность что это в химии

1.2.Выход продукта и селективность

Максимальная масса продукта, которая может быть получена из данного сырья, рассчитывается по уравнению реакции, при этом учитывается содержание в сырье реагента, подлежащего превращению.

Для сложных реакций, когда с одним и тем же исходным веществом могут происходить несколько химических превращений и образовываться различные продукты, оценивать ход процесса лишь по степени превращения или выходу недостаточно. Степень превращения может быть высокой, т. е. большая часть исходных продуктов вступает в химическую реакцию, но не всегда приводит к образованию нужных (целевых) продуктов. Наряду с целевыми могут образовываться побочные продукты. Чем больше образуется целевых и меньше побочных продуктов, тем эффективнее протекает процесс. Для характеристики таких сложных процессов и установление доли целевых продуктов в общем, количестве полученных веществ пользуются величиной селективности.

Поскольку общая масса полученных продуктов равна массе прореагировавшего вещества , селективность можно рассматривать как отношение массы полученного целевого продукта В к массе превращённого реагента :

Материальный баланс составляется из расчёта расхода сырья и полученных продуктов на единицу основного продукта. Поскольку на практике приходится иметь дело не с чистыми веществами, а с сырьём сложного химического состава, при составлении материального баланса учитывается масса всех компонентов. Для этого используются данные анализов.

В большинстве случаев масса вещества определяется отдельно для твёрдой, жидкой и газовой фаз. Таким образом, уравнение материального баланса имеет вид:

где — масса поступающих в производство твёрдого, жидкого и газообразного вещества соответственно; — масса продуктов производства.

В практических расчётах не всегда присутствуют все три фазы, может быть несколько веществ в какоё-то одной фазе и тогда уравнение (1.1) может упрощаться или усложняться. Нередко материальный баланс составляется для какой-нибудь одной фазы гетерогенного процесса, происходящего в реакторе. Тогда в процессе перехода веществ из одной фазы в другую масса веществ, поступающих в реактор в составе этой фазы (например, газовой), не равна массе веществ, выходящих из реактора. В реакторе увеличивается или уменьшается масса веществ в данной фазе. В этом случае общее уравнение материального баланса, например, для газовой фазы, примет вид:

,

где — масса веществ, накопившихся в реакторе; — масса веществ, убывших из газовой фазы.

Результаты расчётов сводятся в таблицу материального баланса по массе исходных веществ и продуктов реакции и выражаются в кг. При несовпадении и рассчитывается невязка баланса:

Источник

Селективность (химия)

Математически общая химическая селективность S выражается для продукта j в замкнутой системе по формуле:

Для непрерывной системы выход рассчитывается с использованием молярных расходов:

Селективность реакции обычно зависит от температуры, состава, давления и многих других факторов, таких как однородность раствора. Его необходимо тщательно смоделировать, чтобы не повлиять на урожайность во время индустриализации («масштабирования») процесса.

Резюме

Селективность в органической химии

Мгновенная селективность, глобальная селективность и урожайность

Глобальная селективность, определенная выше, представляет собой интегрированную форму мгновенной селективности. Мгновенная дискриминация определяется следующим образом:

С помощью набора дифференциальной записи можно выразить мгновенную селективность как алгебраическую функцию скоростей реакции:

Общая селективность, которая представляет собой среднее значение мгновенной селективности, получается путем интегрирования:

В случае идеальных реакторов:

Знание мгновенной селективности позволяет определить концентрацию интересующего продукта j для заданной скорости превращения ограничивающего реагента i :

∫ нет ^ j ( 0 ) нет ^ j ( т ) d нет ^ j знак равно ν j ν я ∫ нет ^ я ( 0 ) нет ^ я ( т ) s j / я ⋅ d нет ^ я <\ displaystyle \ int \ limits _ <<\ hat > _ (0)> ^ <<\ hat > _ (t)> <\ mathrm <\ hat > _ > = <\ frac <\ nu _ > <\ nu _ >> \ int \ limits _ <<\ hat > _ (0) > ^ <<\ hat > _ (t)> \ cdot \ mathrm <\ hat > _ >>

Общая селективность позволяет определить выход продукта j :

Источник

Форум химиков

Что такое селективность?

Что такое селективность?

Сообщение TUNDRA » Чт июн 24, 2004 6:57 pm

Сообщение Satyros » Чт июн 24, 2004 8:33 pm

Очень несложно. Подавляющее число соединений, запускаемых в процесс, обладают не одним, а несколькими реакционными центрами. Молекула может реагировать как одним своим концом, так и другим.

Так вот, ежели процесс идет не по всем фронтам сразу, а преимущественно по какому-то из них, то сей процесс селективен. От слова select.

Сообщение Zomber » Чт июн 24, 2004 8:58 pm

Вообще-то, чтобы не уродовать русский язык, то, вероятно, стоит определять конверсию не как отношение одной величины к другой, а как процесс того-то и того-то. Если же речь идет об узкой области терминов и понятий, где под «солянкой» скрывается всем известная HCl и в природе «дистиллировки» тоже никто не сумлевается, то определять понятие «селективность» мона всяко-разно.

Если же математическая жилка вдруг взыграет и пустит в мозг вопль о необходимости связывания селективности с числами и интегралами, а желание коцать Великий Русский не пропадет, то, вероятно, стоит все же пользоваться понятием «степень селективности» и уже его увязывать с трудами Гаусса и Арбузова.

Источник

Селективность химического процесса

-дает количественную оценку целевой реакции по сравнению с побочными.

Различают полную (интегральную) селективность, которая характеризует сложный процесс в целом за конкретный промежуток времени, и мгновенную (дифференциальную) селективность, которая характеризует соотношение основной и побочных реакций в данный момент времени.

Полная селективность(j) – это отношение количества исходного реагента, израсходованного на целевую реакцию к общему количеству израсходованного реагента.

Мгновенная селективность(j’) – отношение скорости превращения исходных реагентов в целевой продукт к общей скорости расходования исходных реагентов.

Для характеристики эффективности процесса удобнее пользоваться полной селективностью. Селективность характеризует степень совершенства химического процесса. При отсутствии побочных реакций селективность равна 1.

В большинстве случаев оказывается выгодным вести процесс при невысоких степенях превращения, но высокой селективности. При этом исходное сырье можно вернуть в цикл, а целевой продукт не загрязнен побочными.

Соотношение между глубиной превращения исходного сырья, выходом целевого продукта реакции и селективностью процесса.

— Степень превращения вещества (c_A)-доля исходного реагента, вступившего в химическую реакцию (основную или побочную). Для увеличения ст.превращения наиболее дорогого реагента другие реагенты берутся в избытке, поэтому их ст.преращения не характеризует глубину прохождения реакции. Если нет побочных реакций, то ст.превращения = выходу целевого продукта.

— Cелективность (полная)(j_R) – это отношение количества исходного реагента, израсходованного на целевую реакцию к общему количеству израсходованного реагента.

Селективность характеризует степень совершенства химического процесса. При отсутствии побочных реакций селективность равна 1. В большинстве случаев оказывается выгодным вести процесс при невысоких степенях превращения, но высокой селективности. При этом исходное сырье можно вернуть в цикл, а целевой продукт не загрязнен побочными.

Выход целевого продукта, степень превращения реагента и селективность связаны между собой уравнением:

Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)

Источник

Вопрос № 2. Технологические показатели химических реакций: конверсия, выход селективность, производительность

Технологические показатели химических реакций: конверсия, выход селективность, производительность. Зависимость селективности от степени превращения для последовательных и параллельных реакций. Время контакта, объемная скорость и их взаимосвязь с количеством катализатора, длиной слоя.

Об эффективности осуществления любого пром-го процесса судят прежде всего по экономическим показателям, таким, как приведенные затраты, себестоимость продукции и т.д.

Для оценки эффективности отдельных этапов процесса необходимо помимо общих экономических показателей использовать такие критерии эффективности, которые более полно отражали бы хим. и физико-хим. сущность явлений, происходящих в отдельных апп. технологической схемы.

В кач-ве таких показателей принято прежде всего использовать степень превращения исходного реагента, выход продукта, селективность. Они с разных сторон характеризуют полноту использования возможностей осуществления конкретной хим. р-ции.

Степень превращения (конверсия)показывает на сколько полно в хим.- технологическом процессе используется исходное сырье.

Степень превращения- это отношение массы сырья, вступившего в р-ию за время t к исходной его массе:

m_a-кол-во сырья, не вступившего в р-ию;

m_c— кол-во сырья, поданного в р-ию.

Выход продукта.Степень превращения характеризует эффективность проведения процесса с точки зрения использования исходного сырья, но эта величина не всегда достаточно полно ее характеризует с точки зрения получения продукта р-ии. Поэтому вводят еще один критерий эффективности- выход продукта.

Выход продукта—это отношение реально полученного кол-ва продукта из использованного сырья к максимальному кол-ву, которое теоретически можно получить из того же сырья:

Селективность. Выход продукта характеризует полученный результат как долю от предельно возможного. Целесообразно оценить и реальную ситуацию, т.е. дать кол-ую оценку эффективности целевой реакции по сравнению с побочными взаимодействиями.

Критерием такой оценки явл. селективность.

Селективность-это отношение массы целевого продукта к общей массе в-в, полученных в данном процессе или к массе превращенного сырья за время t.

Выход продукта, степень превращения и селективность характеризуют глубину протекания хим. – технологического процесса, его полноту и направленность.

Производительность и интенсивность.Важным критерием эффективности работы отдельных апп., цехов или заводов в целом явл. производительность.

Производительность-это кол-во продукта полученного в единицу времени:

Для сравнения работы апп. различного устройства и размеров, в которых протекают одни и теже процессы, используют понятие интенсивность.

Интенсивностью – называют производительность, отнесенная к объему апп.V или к площади его сечения S.

Общая химическая технология, Кутепов А.М., Москва, 1975, стр. 18-27

Химическая технология, Соколов Р.С., Том 1, Москва, 2000, стр. 135-137

Источник