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化学提高转化率的方法范文1
关键词:高中化学;化学平衡的移动;探讨与分析
高中化学是一门理论性与技术性较强的学科,其中化学平衡的移动是化学核心内容,不仅有利于学生理解化学平衡与对化学状态平衡的了解,也可以充分的掌握各种条件下对化学平衡的影响,有利于学生分析与归纳以及总结的思维能力以及以现象看本质、从宏观到微观的看待事物变化的能力。在新课程标准下对学生自主探究能力与创新思维的培养,有利于学习长期保持对化学的探究性与兴趣。
1.对化学平衡概念的分析
在实际教学中对化学平衡概念的分析一定要直观详细的传授给学生,特别是分析浓度、温度、压强之间的变化从而使得平衡移动现象的分析。例如:当V正≠V逆时,由V正与V逆的相对大小来决定平衡移动的方向,不能只对概念进行强制灌输,要重点分析概念得出的原因,引导学生探究思考与逻辑思维能力的塑造。教师可以通过平衡球实验,让学生观察实验现象,再讲解分析探源,来分析平衡移动的具体原因,升温,吸热方向的速度增长比放热方向的速度增长是明显比较快的,平衡会往吸热方向移动。学生会比较容易接受平衡状态的移动规律,教师也可以较为形象的去解答平衡移动的方式,例如压强对气体反应主要是通过改变气体组成浓度来实现的。在讲解中不能说加压会使平衡往体积减小的方向来移动而确定移动的方向,必须强调气体在压缩体积的过程中,经受加压对体积减少的反应速度比体积增大的反应速度增长更明显。要具体情况具体分析,如果是恒容通无关气体,反应体系各物质浓度不变,平衡不移动;恒压充无关气体,整个体系体积膨胀,整个体系的压强不变,但是这个过程相当于反应体系减压,平衡向着气体系数增大方向移动。
2.理清平衡移动与转化率的关系
反应物的转化率:可逆反应达到平衡状态时,某一指定反应物转化的物质的量(或浓度或体积)与起始物质的量(或起始浓度或体积)的比值。转化率的变化主要是对反应结果的主要是两点的考虑,一是平衡正移,一般是指反应物转化率减小的情况,在教学中不能简单的认为平衡正移则是代表转化率大;二是平衡移动的认识,学生容易认为化学平衡移动发生了改变,转化率就一定有改变。
难点一:压强的影响 对于mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)
若m+n>p+q时,压强增大,平衡向正反应移动,A、B的转化率升高;
m+n
m+n=p+q时,压强变化,平衡不移动,A、B的转化率不变。
4.加入惰性气体或与平衡体系无关的气体
如果容器的体积不变(总压强增大),A、B的转化率不变。如果容器的压强不变(容器的体积增大):
①m+n>p+q时,A、B的转化率降低。
②m+n
③m+n=p+q时,A、B的转化率不变。
难点二:浓度的影响
(Ⅰ).反应物只有一种的可逆反应:
在一定温度下,2A(g) B(g)密闭容器中达到平衡,A的转化率为a1,
若容器的温度和体积不变,继续增加A的量,再次平衡时,A的转化率为a2 ,则a1
若容器的温度和压强不变,继续增加A的量,再次平衡时,A的转化率为a3,则a1=a3
(Ⅱ).反应物是两种的可逆反应
aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)在一定温度下达到化学平衡,
①若只增加一种反应物的量,化学平衡向正反应方向移动,使另一种反应物的转化率增大,本身的转化率降低。
若同时增加两种反应物的量,且与初始投入的物料之比成比例。
若a+b>c+d, 则反应物的转化率增大
若a+b
若a+b=c+d, 则反应物的转化率不变
②恒温恒压条件:不论该反应的气体分子数如何变化,反应物的转化率不变。
③若同时增加两种反应物的量,且与初始投入的物料之比不成比例,一般先让加入量满足成比例,然后把多出来或少的物质看成是单独再加入或减少的,利用规律五中的①来解决。
总结:综上所述,在实际教学过程中,化学教师应该通过对教材的充分了解以及对教学元素的正确使用来进行化学平衡的移动教学。在整个教学过程中可以运用对概念的分析以及对平衡移动与转化率之间的关系来让学生真正的理清概念,打好化学基础,有利于学生在后期对化学其他知识的学习与理解,同时也有利于提高教师的教学质量与教学有效性,打造一个高效的化学课堂。
参考文献:
[1] 汪志成.化学平衡移动的几个疑难问题辨析[J]. 教学与管理. 2006(01)
[2] 贾兆旭.一种判断压力影响化学平衡移动的简便方法——等量抵消法[J]. 天水师范学院学报. 2004(05)
化学提高转化率的方法范文2
[关键词]尿素 能源 节能减排 影响因素
中图分类号:TQ441.41 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)27-0111-01
前言
黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司是建厂46年老企业,先后进行了多次生产技术改造。现生产能力已经由建厂初期的年产5万吨合成氨8万吨尿素增加到年产18万吨合成氨30万吨尿素,采用水溶液全循环法生产尿素,现已经形成了多肽尿素、硫包衣尿素、大颗粒尿素等多个品种。节能减排一直是企业生产管理重要组成部分之一,曾上马了尿素深度水解工程。这些措施均对企业节能减排发挥了重要作用。本文根据生产实际,对尿素生产装置基本原理及节能减排措施加以分析。
一、尿素生产中的影响因素及操作优化
1、水溶液全循环法尿素生产过程及基本机理
浩化分公司生产尿素采用的是水溶液全循环法。其生产过程一般可分为:二氧化碳的压缩、氨的输送、尿素的合成、未反应物的分解循环、蒸发、造粒和包装、吸收与水解。
尿素工业生产是由氨和二氧化碳直接合成尿素,其总反应式为:
这是一个可逆放热反应。实际上尿素生成是分两步进行:
第一步:液氨与溶解的二氧化碳在高温高压下反应,生成氨基甲酸铵(简称甲铵)熔融液:
这是一个强放热反应,反应速度很快,容易达到化学平衡,甲铵的生成率很高。
第二步:甲铵脱水生成尿素
这是一个微吸热反应,反应速度较慢,需较长时间才能过到化学平衡,且只能在液态时才有较明显的反应速度,因此,甲铵脱水是尿素合成过程中的控制反应。在合成尿素时需控制压力19.8~20.0 MPa、温度约为186~188℃条件下进行,为了移走合成系统多余的反应热,工艺上采用百分之百的过剩氨来实现系统自热平衡。
2、尿素生产操作优化
(1)选择最佳操作温度:温度是影响尿素平衡转化率的重要因素,尿素合成的平衡转化率随温度的升高而升高,但当其他条件不变时,温度超过一定值后,转化率又会下降,因此,存在一个最佳的操作温度。要得到最大的转化率,尿素合成塔应尽可能控制在最佳操作温度下运行。
(2)提高氨碳比:提高原料氨碳比,在进行尿素合成时,可以提高尿素合成的转化率。当有过剩氨存在时,不仅有利于提高转化率,还可以抑制某些副反应。氮碳比可以通过进料调节机构进行调节,不过高氨碳比虽然能够提高尿素合成转化率,但太多过剩氨也会造成系统利用效率下降,并使能耗升高,增大后续设备的负荷,同时也将提高系统的平衡压力,因此实际操作时氨碳比也有一个合理的最优选择范围。
(3)降低水碳比:研究表明降低水碳比,可以大幅度提高尿素转化率,水碳比每降低0.1,转化率就可提高1%以上,因此应当尽可能地降低水碳比。要控制系统的水碳比,只能通过低压甲铵液的含水量来控制,而控制低压甲铵液的含水量又要通过对低压循环吸收系统、0.7MPa系统和水解系统进行综合调整来实现。
(4)延长反应时间:反应时间的长短与反应是否达到或接近化学平衡有关。反应越接近化学平衡,转化率就越高。尿素合成反应最少需要40^50分钟的反应时间,才能达到接近化学平衡状态的转化率。如果反应时间少于40分钟,则转化率明显降低。但过长的时间也是不利的,因为一般来说,虽然得到较高的转化率,但整个合成塔的生产强度却降低了,故操作中可选取1小时左右的反应时间。
二、尿素装置节能减排潜力
节能核心是采用技术上可行、经济上合理、环境和社会可以接受的方法,来有效利用能源。所以,节能并非是在生生产中简单地少用能源,其实质是充分有效地发挥能源的作用,使同样数量的能源可以提供更多的有效能,从而生产出更多、更好的产品,创造出更多的产值和利润。尿素工业自上世纪七十年代从国外引进,经过三十余年发展工艺已经相当成熟。大庆石化公司化肥厂等多家大氮肥装置都经历了扩能改造,虽然改造的方式有所不同,但是都大幅度的提高了产量,能耗和物耗也有所下降。
三、尿素装置节能减排措施
经过分析尿素装置的热力学系统和物料平衡的原则,尿素装置节能减排通过以下几个途径实现:
1、提高生产装置的长周期、满负荷运行能力,降低产品的单耗。装置大型化,集约化是未来化工装置降低能耗的基础,对现有装置的扩容改造也有降低产品单耗的能力,但是这会增加设备投资费用,要合理把握装置投资费用和生产费用的平衡。而长周期稳定的生产工况降低的能源和材料的浪费,保证了能源利用和经济效益的最大化。
2、工艺的持续改进,优化操作,不断优化参数,提高主产物收率,减少低价甚至无用的副产物产量。生产过程中各种参数的波动时不可避免的,如原料的成分、温度、产量、蒸汽需求量等,如果生产优化条件能随着这些参数的变化相应的变化,将能取得很大的节能效果。为了产品生产的合格率,我们装置内一些设备留有颇大的设计裕度,这些设计裕度如果控制不准确会大大增加能耗。
3、提高能源利用率,分三方面:
(1)提高动力蒸汽能的利用效率;(2)提高换热介质的利用率;(3)对生产电力系统进行整体节能改造,如采用安装变频器的方式给压缩机组或大型电机提高效率。
4、提高水资源的二次利用率。尽可能回收利用废水,将之转化为可利用物质。水解系统处理出的水解水可以循环利用,尽量实现“零排放”严格管理标准。
5、加强巡检。细心检查装置的运行状况,检查到一处“跑、冒、滴、漏”处理一处,一切事故都是有先兆的,都是可以控制的,要在事故发生前及时排除。加强巡检保障装置平稳运行,降低了设备和原料的损耗,对节能减排有重要意义。
6、与同类型的厂交流学习,学习其他厂的先进管理经验和节能减排措施,并结合自身装置的实际情况合理的进行改进。
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关键词:柴油机 scr 技术 基本原理 应用
中图分类号:TK421 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)05(a)-0102-01
1 柴油机scr技术基本原理
1.1 scr技术的反应机理
Scr又称选择性催化还原系统,是用来控制柴油机排放后的处理的装置,其主要是将尿素溶液喷射到柴油机排气管中,在高温条件下产生热解水反应,生成具有还原性质的,在催化剂催化还原作用下与排气中的发生反应生成和,其化学反映过程如下:
(1)热解水反应:
(2)与的催化还原反应:
1.2 scr系统构成
scr系统主要由尿素溶液添蓝罐、催化消声器、计量喷射泵、喷嘴及相关电控管路等构成。计量喷射泵是用来为尿素溶液输送到喷嘴而提供动力;催化消声器是催化氮氧化合物的还原反应,防止出现氨气泄漏的问题;喷嘴则是将输送来的尿素与空气混合物顺流喷入排气管,使尿素溶液雾化,以提升催化剂的转化效率。
2 scr系统运行的影响因素
2.1 氧气对催化还原反应的影响
在汽车柴油发动机的尾气成分中,主要是氮氧化物。而当废气中不含有氧气时,只发生与的反应。实验表明,在保持一定温度及水蒸气存在的情况中,无氧时scr系统转换较慢,但随着氧含量的增加,系统转化率会上升,直到氧含量体积超过8%,继续增加其含量则不会给系统转化率带来影响。因此,可以得知,当氧含量达到一定值时,与的反应会被控制,主要是、及的共同反应。
2.2 scr的空速特性对系统转化率的影响
通常情况下,柴油机在不同的工况环境下,催化器的空速变化范围较大。如当scr系统在200~300℃时,scr系统的转化率随空速的增加反而降低,这主要是因为空速大、反应的时间减短,从而导致较多来不及反应。而当scr系统所处的温度环境达到300℃时,空速大小与转化率基本无关,这是因为在极度高温环境下,催化剂的活性较强,抵消了空速变化带来的不利影响。
2.3 燃油品质对催化还原反应的影响
首先,当使用硫含量较高的柴油时,柴油机排放的尾气中就会含有,其在催化剂的作用下,容易被氧化成。当温度低于250℃,氨气和就会生成
,这些物质会对催化剂的活性产生不利影响;其次,在柴油机尾气含有另一个主要成分,即碳烟微粒(),当期堆积在催化器中,会造成排气的不通畅,使得尾气难以与催化剂充分接触和反应,因此需要在催化反应前先通过颗粒捕集器对尾气中的PM进行处理。
3 柴油机scr技术应用中的常见问题及解决方法
3.1 催化剂的体积问题
解决方法:(1)可以从催化剂本身出发,提高催化剂本身所应具有的催化活性。这就需要选择一些高温特性好且生成少的催化剂。当前,
等是应用比较广的活性较强的催化剂。(2)从提高化学反应的效率出发,通过采取技术措施而提高的氧化速率。研究表明,当中的比重增加时,可以提高低温条件下的转化率;当与的浓度比为1时,的转化率最佳,且scr系统的反应速率也会有明显的提升。那么为了提升的转化率与scr系统反应速率,就应该想办法提高的比例。实验表明,在scr反应器前安装氧化催化转换器是一个非常有效的方法,在保证一定高空速高温时,能利用铂作为催化剂的活性成分,将少数氧化成。当然,在热力平衡作用下,有时候高温环境下的转化也会受到限制,但是此限制却是较科学的,这是因为在温度逐渐升高的情况下,的氧化速率也会提高,当其氧化成的比重占到50%以上时,又会减慢其反应速率,达到一个科学循环的效果。
3.2 氨泄漏问题
在当前较多车用柴油机scr系统中,尿素水溶液是主要的还原剂,其主要成分是。然而在车辆排放废气的过程中,其废气温度的变化范围极大,可能从100℃迅速提升到600℃,那么在此急速变化的废气温度环境下,需要喷射的还原剂量也会出现极大的变化。但是,的吸附催化剂的能力又会随着温度的升高而降低,容易造成氨泄漏的问题。当前,对于废气排放的温度变化及喷射的剂量把握,控制氨泄漏的问题,是面临的突出问题。
解决方法:(1)通过实施优化措施控制,控制尿素喷射中成分。可以实施相关技术,在尿素喷射的过程中,计算的流量,并重点考虑催化剂活性及其相应温度需求,利用闭环控制技术,减少氨泄漏的问题。(2)通过安装后氧化催化装置,将过剩的氧化,以减少氨泄漏问题。在安装后氧化装置后,通常将铂作为催化剂,来进行催化反应。但是催化剂的催化活性对温度具有较高的要求,当温度低于250℃时,催化剂的催化活性不高;当温度增加时,催化剂活性在加强的同时又增加了与的形成,在此情况下又提升了scr的转化率,增加了氨泄漏的问题。因此,安装后氧化催化装置的方式,虽然能在一定程度上氧化过剩的,但却在温度升高时,容易造成另一途径的氨泄漏问题,需要技术人员合理应用。
4 结语
总之,柴油机scr技术是目前国内柴油汽车解决和排放的重要技术,其在我国车用柴油机上具有较大的发展空间。当然,scr技术的应用受较多因素的影响会造成系统运行的障碍,需有针对性的加强研究与技术优化,以更好的发挥scr技术的作用。
参考文献
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关键词:对甲氧基苯甲醛 对羟基苯甲醛钠盐 生产方法
一、前言
对甲氧基苯甲醛又称大茴香醛,是重要的合成香料,也是重要的有机合成中间体,用于医药、食品及日用化学工业。广泛用于配制花香型的香料,在山楂花、葵花香精中做主体香料;在医药工业中用于制造抗微生物的药物羟氨苄青霉素等,是抗组胺药物的中间体;作为无氰镀锌DE添加剂的优良光亮剂,能在较宽的电流密度范围内提高阳极极化,获得光亮镀层。
大茴香醛是我国较早生产的芳香醛之一,主要生产厂家有江都海辰化工有限公司、嘉兴步云染化厂等。国外需求量增加很快,产品出口前景好,2005年国内需求及出口约为600t,预计2015年将达到2000t左右。
大茴香醛合成路线众多,主要有天然原料提取法和化学合成法:
1.天然原料提取法:大茴香醛存在于茴香油、香荚兰浸膏等天然原料中,可加入氧化剂和分解剂来提取大茴香醛。但工艺路线落后,对环境污染大、收率低,目前已被淘汰。
2.化学合成法:根据原料的来源不同,主要有以下四种合成法:
2.1对甲苯酚法:由对甲酚进行甲基化,再氧化制得:
此法收率低,反应时间长,副产物较多,对设备要求高,因此没有推广。
2.2苯酚法:以硫酸二甲酯为甲基化剂,对苯酚进行甲基化得苯甲醚,然后进行氯甲基化反应,再经水解将氯甲基转变为醛基制得对甲氧基苯甲醛:
此法原料来源广,工艺路线长,难度大,目前只见小试报道。
2.3苯甲醚法:以苯甲醚为原料,以N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为甲酰化剂的工艺路线:
此法原料价廉易得,二次污染小,但副产物多,分离设备要求高,产品收率达70%,只有小试报道,未见工业化产品。
2.4对羟基苯甲醛甲基化合成法:以对羟基苯甲醛为原料,先在碱性条件下反应生成对羟基苯甲醛钠盐,再以硫酸二甲酯为甲基化试剂反应制得:
此法是目前各国工业化最多采用的方法,其反应条件温和、操作方便,产品收率高,是具备实用价值的合成工艺。
二、实验部分
1.主要原料
对羟基苯甲醛钠盐:对羟基苯甲醛的中间产物;硫酸二甲酯、无水碳酸钠、甲苯均为工业一级品。
2.实验步骤
500毫升三口烧瓶加入Xg钠盐、Yg无水碳酸钠、Zg硫酸二甲酯及Wml甲苯;机械搅拌并缓慢加热到55℃左右反应Xh,加入适量水并加热至65℃左右回流反应Yh。用TLC检测反应到完毕。冷却至35℃左右,抽滤除去不溶物,滤液分层,收集有机相。用适量甲苯洗滤饼一次后萃取水层一次。合并有机相,用适量水洗有机相。分馏除去甲苯,回收甲苯,再减压分馏收集产品,即得成品。
3.结果讨论
3.1温度对甲基化反应的影响
温度对甲基化反应的收率起重要作用。以对羟基苯甲醛钠盐:硫酸二甲酯=1:1.1(mol)进行反应,时间为Xh,考察反应温度对对羟基苯甲醛钠盐的转化率。随着温度的升高,转化率逐渐增大,在55℃左右时,转化率可达到90%以上,但是超过60℃时,转化率有下降的趋势。说明反应温度超过60℃时,硫酸二甲酯和无水碳酸钠的副反应增加,不利于对甲氧基苯甲醛的生成。
3.2时间对甲基化反应的影响
时间直接影响对羟基苯甲醛钠盐的转化率,以对羟基苯甲醛钠盐:硫酸二甲酯=1:1.1(mol)进行反应,温度控制于55℃,考察转化率。时间超过3h后,转化率达到92%以上,3.5~4.0h达到93%左右,继续反应,收率基本上没有明显变化。说明最佳的反应时间为3.5~4h。
3.3对羟基苯甲醛钠盐和硫酸二甲酯的摩尔比对反应转化率的影响
将温度控制于55℃,时间3.5~4h,对不同的摩尔比情况下的转化率进行考察。当对羟基苯甲醛钠盐和硫酸二甲酯的摩尔比超过1.1时,转化率达到92%以上,说明此时对羟基苯甲醛钠盐转化比较完全,最佳摩尔比应该为对羟基苯甲醛钠盐:硫酸二甲酯=1.10~1.15。
三、工业试生产
1.确定最佳工艺条件
根据实验结果,甲基化反应的最佳工艺条件为:温度55℃左右、时间3.5~4.0h、钠盐:硫酸二甲酯(摩尔比)1.10~1.15mol。
2.工业试生产过程
主要生产工序由甲基化反应、过滤、萃取、精馏等四部分组成。对羟基苯甲醛钠盐和硫酸二甲酯进行甲基化反应后,过滤除去钠盐带来的部分催化剂及其它杂质,再对滤饼进一步用溶剂萃取,通过精馏工序回收溶剂,最后得到成品对甲氧基苯甲醛。
3.产品的表征
将工业试生产制得的对甲氧基苯甲醛进行了质谱分析和气相色谱分析,通过对比得出:工业生产的对甲氧基苯甲醛质谱图与标准质谱图完全一致,纯度达99.36%。
四、产品质量
如下表所列,详见工业试生产产品质量分析数据。
五、结论
1.通过分析对甲氧基苯甲醛的合成路线及生产方法的研究,实验确定了甲基化反应的最佳工艺条件。
2.通过工业试生产的验证,说明利用对羟基苯甲醛装置的中间产物生产对甲氧基苯甲醛整体工艺可行。
参考文献:
[1]石玉香,对甲氧基苯甲醛合成新工艺,《应用化工》,2001(4):22~24.
[2]丁宗明,溶剂法合成对甲氧基苯甲醛,《安徽化工》,1999(5):11~12.
[3]Nakamura Isao,Saito Nobone,Uejima Rikuo,et al.Methoxy-subtituted benzaldehydes[p].jpn.Kokai 61 78744[86 78744].1986.
[4]杨爱云,茴香醛的合成和利用,湖南师范大学自然科学学报,1995(3):90~94.
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关键词:微库仑测定法 石油产品 硫含量 测定
随着石油化工的发展和国家对环境保护的日益重视。我国对石油产品的硫含量提出了严格的控制指标。为此,建立一个快速、准确测定石油产品中硫含量的分析方法对于石油产品的质量控制非常重要。现有比较成熟经典的方法是管式炉法(GB/T387)、燃灯法(GB/T380)、氧弹法(GB/T384)等,但是测定仪器复杂、步骤繁多、费时费力,无法实现自动化,难以满足现代工业生产的高速检验需要。能量色散X射线荧光光谱法(GB/T 17040)、单波长能量色散硫含量测定法(GB/T11140),分析速度很快,灵敏度高,重复性好,但无法测定MTBE产品和调配含有MTBE的汽油产品。原因就是MTBE分子结构中含有氧原子,氧与硫在元素周期中同一族,最外层电子数相同,氧对硫在这两种方法测定中相互干扰,导致检测结果失真。而微库仑滴定法是一种电化学分析方法,其原理是基于法拉弟电解定律,即把样品燃烧分解,将硫化物转化为SO2,并由载气带进滴定池与池中I-3发生反应,然后通过微库仑滴定系统自动电生碘进行滴定,根据电解消耗的电量计算样品中硫含量。因此有着信号稳定和灵敏度高的优点。因此,微库仑法备受推崇,已被我国及欧美许多国家定为标准分析方法。
一、实验部分
1.仪器和试剂
2.操作条件
二、结果和讨论
1.实验条件的选择
1.1电解液
电解液配制:称取0.5g KI,0.6gNaN2,5ml冰醋酸溶于水配制成1000ml电解液。电解液需要保持新鲜。若放置时间太长,溶液中的碘浓度会增高,滴定池的平衡电压降低,导致灵敏度降低而无法测定低含硫量样品。电解液应储存于棕色瓶中,放在阴暗凉爽处,测量时,新鲜电解液的平衡电压应在170mV以上。当电解池内的过滤板有堵塞时,将导致气流下降,应及时清洗,否则测试结果会偏低。
1.2 滴定池的洗涤与保养
滴定池是微库仑滴定系统的心脏部分,保护好滴定池是做好实验的关键。清洗方法为:利用新鲜洗液浸泡池体,池盖电极和参考电极,过滤板,用吸耳球把洗液吸入滴定池的毛细管入口部位进行洗涤,不断吹吸,使堵在过滤板上的沉淀物慢慢除去;倒去洗液,用自来水、去离子水分别冲洗各部位。若测量电极和电解电极的铂片使用时间过长,电极的铂片就会变黑,导致反应不灵敏。应及时用酒精或丙酮擦洗干净测量电极和电解电极的铂片,清除附着在电极铂片上的有机物和氧化层,或把电极铂片放在酒精灯的氧化焰上烧至暗红色,以除去附在电极铂片上的有机物和氧化层。每次分析完样品后应换上新鲜电解液泡浸电解池,以保养好电解池。
1.3 正确调节搅拌速度
搅拌速度太慢,则电解生成的碘不能及时扩散,滴定终点控制失灵,使结果偏低,同时影响下一个样品的测定。如果搅拌速度太快,搅拌子会弹起,损坏电极片。
1.4 气体:氮气与氧气
实验中硫化物应能100%的转化为SO2,但事实上随燃烧条件的不同,总会有不同比例的SO3生成。SO2的平稳收率为温度和氧分压的函数。在温度恒定的情况下,氮分压越高,氧分压越低,SO2收率越高,但过低的氧分压可能引起不完全燃烧产生干扰。从而造成结果偏低,同时造成拖尾现象。
试验表明:
硫标样浓度为0.5―10O mg/L时,选择气体流量(mL/min):载气:氮分压70―75;氧分压50―55时,硫转化率可以达到90%-98%,满足分析要求。
1.5 最佳偏压的设定试验
偏压是指微库仑放大器的外加电压。偏压的大小直接影响测定样品的转化率,当样品中硫含量高时,选择较低偏压;样品中硫含量低时,选择较高偏压。如果偏压设定值大,则易形成超调峰,偏压过小易形成拖尾峰。通过测定在不同偏压下的硫转化率,确定了最佳偏压值。测定数据见表1。
表1 偏压对转化率的影响
实验测定石油产品中的硫含量时,转化率选择在90%~110%时测定最佳。而从表
1中可以得知,实验选择最佳偏压为145~165mV。结果峰形图如图1所示(以50 mg/L硫标准样为例)。
1.6 转化率及样品测定
每次分析样品前需用与待测试样硫含量相近的硫标样进行校正,通过调节偏压,增益以得到满意的对称峰和转化率,然后在相同条件下测定样品中的硫含量。转化率是指在反应条件下,标样中的硫化物转化为可以测定的二氧化硫的收率,根据转化率及样品中硫的电量测定值计算样品中的硫含量。
按下列公式计算样品中硫含量:
S,ppm=(Q・0.166・100)/R・V・d・f
Q-积分值(微伏秒);R-积分电阻(千欧姆);V-样品体积(微升);
D-样品密度(g/cm3);f-转化率 。
2.标准曲线的制定
在上述选定的条件下,硫标准溶液质量浓度在1~100mg/L内与微库仑积分值呈良好的线性关系如图2所示。
由图2可知,随着硫标样浓度的增大,相应地微库仑积分值也随之增大。微库仑积分值与浓度间有良好的线性关系,工作曲线的回归方程为:
y=2.20236x+0.79224 (r=0.9994),其中Y为微库仑积分值,X为硫标样的浓度。
3.方法的准确度和精密度实验
3.1方法的准确度
为评价该方法的准确度,利用8个标样配制的已知浓度硫含量的样品进行准确度测试,结果见表2。
由表2可见,标准物质实测值与标准物质配制值基本一致,相对误差绝对值低于1.8%,说明该方法准确度好。
3.2方法的精密度
为考察该方法的精密度,选择含MTBE汽油,MTBE产品,重整原料油,柴油四个样品试验,每个样品平等测定5次,取结果的平均值见表3.
由表3可以看出,用该方法含MTBE汽油,MTBE产品和重整原料油测得结果的相对偏差小于1%,而柴油测得结果的相对偏差小于1.5%。说明该方法精密度较好。
4.回收率的测定
在选定的条件下,分别向有机液体样品中加入5,10,15,25,35,45,55mg/L的硫标准样品。进行加标回收率试验,回收率分别为92%,95%,90%,101%,96%,103%,102%,试验数据表明,该方法的回收率在90.0%~103.1%,满足测定要求。
三、结论
1.仪器的偏压对转化率有很大的影响。在一定范围内,载气、反应气流速、裂解管温度、进样速度等对测定结果有一定影响。选择合适的操作条件,可避免石英燃烧管结炭,峰形拖尾或超调(负峰),提高检测的重复性和准确性。
2.微库仑法分析时间较短,一般只需5~10min,准确度高,适宜大批量样品分析,采用微库仑法大大提高了工作效率。建立的微库仑法测定MTBE产品和调合有MTBE产品的汽油成品油、重整原料油、柴油硫含量测定方法,具有重复性好、分析速度快、准确度高等优点,该法也可用为汽柴油产品的质量控制分析方法。
结果表明:采用微库仑法测定石油产品中硫含量完全满足定量分析的需求。本分析方法已被中石化湛江东兴石油化工有限公司化验室定为MTBE产品和含MTBE汽油硫含量测定方法。
参考文献:
[1]石油和石油产品试验方法国家标准汇编(上)[M],北京:中国标准出版,2005:76-80。
[2]GB/T 308-1977.石油产品中硫含量测定法(燃灯法)
[3]SH/T 0253-1992.轻质石油产品中总硫含量测定法(电量法)
化学提高转化率的方法范文6
关键词:反应速率;化学平衡;图象问题;解题策略
中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2014)05-0158
平衡图象问题形式多样,能从多方面考查学生对知识的理解能力和问题的分析能力,能较好地体现思维素质,所以经常在题目中出现。下面,笔者具体谈谈这类问题的解题策略,并分类加以例析。
一、策略妙谈
1. 对于化学反应速率的有关图象问题,可按照以下方法进行分析:(1)认清坐标系,搞清横、纵坐标所表示的意义。(2)看起点,分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起点。(3)看变化趋势,分清正反应和逆反应,分清放热反应和吸热反应。(4)看终点,分清消耗的浓度和增大的浓度。反应物消耗的浓度与生成物增大的浓度之比等于方程式中各物质的计量系数之比。(5)对于时间――速率图象,看清曲线是连续的,还是跳跃的。分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”。
2. 对于化学平衡的有关图象问题,可按照以下方法进行分析:(1)认清坐标系,搞清横、纵坐标所代表的意义,并与勒夏特列原理挂钩。(2)紧扣可逆反应的特征,搞清正反应方向是吸热还是放热、体积是增是减还是不变,进而推断有无固体、纯液体物质参加或生成。(3)看清速率的变化及变化量的大小,在条件与变化之间搭桥。(4)看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。(5)先拐先平。对于可逆反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),在转化率――时间曲线中,先出拐点的曲线先达到平衡。它所代表的温度高、压强大。(6)定一议二。当图象中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
二、题型归类
1. 速率――时间图
例1. 在密闭容器中,在一定条件下进行反应:mA(气)+nB(气)
pC(气)+qD(气)若增大压强或升高温度,重新达到平衡后,ν′正,ν′逆随时间的变化过程均如图所示,则对该反应叙述正确的是( )。
A. 正反应是放热反应,m+n
B. 逆反应是放热反应,m+n>p+q
C. 正反应是放热反应,m+n>p+q
D. 逆反应是放热反应,m+n
解析:由图象可看出在改变条件的瞬间,ν′逆>ν′正,故平衡发生了逆向移动。
增大压强时,平衡逆向移动,说明m+n
答案: A
2. 速率――压强(或温度)图
例2. 下列反应符合右图p-v变化曲线的是( )。
A. H2(g)+I2 (g) 2HI(g)
B. 3NO2(g)+H2O(l) 2HNO3(l)+NO(g)
C. 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)
D. CO2(g)+C(s) 2CO(g)
解析:根据勒夏特列原理,增大压强p,ν正、ν逆都增大,但气体分子数多的一边增大的幅度大,平衡向气体体积缩小的方向移动。由图示可知,ν正斜率大,即随压强p的增大,ν正增大的多,故ν正应为气体分子数较多的一边。
答案:B
3. 转化率(或质量分数)――压强、温度图
例3. 已知反应mA(g)+nB(g) xC(g)+yD(g),A的转化率RA与p、T的关系如图所示,根据图示可以得出的正确结论是( )。
A. 正反应吸热,m+n>x+y
B. 正反应吸热,m+n
C. 正反应放热,m+n>x+y
D. 正反应放热,m+n
解析:相同压强时,升高温度,转化率RA提高,说明正反应为吸热反应;相同温度时,增大压强,转化率RA提高,说明正反应为气体体积缩小的反应,即m+n>x+y。
答案:A
4. 质量分数――时间图
例4. 对于可逆反应mA(g)+nB(s) pC(g)+qD(g),其他条件不变时,产物D的质量分数D%与温度T或压强p的关系如图所示,下列说法正确的是( )。
A. 降温,化学平衡向正反应方向移动
B. 使用催化剂可使D%有所增加
C. 化学方程式中气体的化学计量数m
D. B的颗粒越小,正反应速率越快,有利于平衡向正反应方向移动
解析:这类图象题的解题方法是“先拐先平”,即曲线先折拐的首先达到平衡。因为升高温度或增大压强,都可以加快化学反应速率,使反应尽快达到平衡,所以T1
(上接第158页)
答案:AC
5. 物质的量(转化率)――时间图
例5. 反应2X(g)+Y(g) 2Z(g)(正反应为放热反应),在不同温度(T1和T2)及压强(P1和P2)下,产物Z的物质的量nZ与反应时间t的关系如图所示,下述判断正确的是( )。
A. T1
C. T1>T2,P1>P2 D. T1>T2,P1
解析:温度相同时(上面2条曲线),压强越大,反应速率越快,达到化学平衡的时间越短,故P1>P2;若从纵坐标nZ来分析,P1P2,nZ减小,平衡逆向移动,对照反应特征(气体体积减小),可知P1>P2。同理,压强相同时(下面2条曲线),温度越高,反应速率越快,达到化学平衡的时间越短,故T1>T2;若从nZ来分析,T2T1,nZ减小,平衡逆向移动(正向放热则逆向吸热),说明T1>T2。
答案:C
6. 体积分数――压强、时间图
例6. 在一定温度不同压强(p1
2Y(g)+Z(g)中,生成物Z在反应混合物中的体积分数(φ)与反应时间(t)的关系有以下图示,其中正确的是( )。
解析:因为p1
答案:B