|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
Казахстанско-Британский технический университет
Научно - образовательный центр химической инженерии
«Кафедра химической инженерии»
СРС №1
по дисциплине «Общая химическая технология»
Тема: «Расчет материального баланса»
Приняла: д.х.н. профессор
Бишимбаева Г. К.
Подготовил: Тастайбеков А.Т.
Алматы 2013
17 вариант
ЗАДАЧА -1.
Задача 17. В реакторе протекают следующие простые реакции:
2CH4 ¾® CH≡CH + 3H2
CH4 + O2 ¾® CO + H2O + H2
2CH4 ¾® CH2=CH2 + 2H2
CH2=CH2 ¾® CH≡CH + H2
CH2=CH2 + 0,5O2 ¾® CH≡CH + H2O
H2 + 0,5O2 ¾® H2O
CH≡CH ¾® 2C + H2
Записать уравнения суммарных независимых реакций образования ключевых продуктов из исходных веществ; по суммарным реакциям рассчитать материальный баланс процесса, если в реактор подают 100 кмоль/ч метана и 62 кмоль/ч кислорода. Степень конверсии метана составляет 98%, выходы ацетилена, этилена, углерода по метану равны соответственно 0,5; 0,01 и 0,15. Вычислить селективности по ключевым продуктам относительно метана. Правильность решения проверить по сумме селективностей ключевых продуктов относительно метана.
1. Записываем уравнения суммарных независимых реакций образования ключевых продуктов:
2CH4 ¾® CH≡CH + 3H2 (1)
2CH4 ¾® CH2=CH2 + 2H2 (2)
CH4¾® C + 2H2 (3)
CH4 + 1,5O2 ¾® CO + 2H2O (4)
А1 - CH4
А2 - CH≡CH
А3 - CH2=CH2
А4 - C
А5 - CO
А6 - H2O
А7 - H2
А8- O2
2. Определяем конечный мольный поток метана:
FA1= FA1, 0 ×(1- XA1) = 100(1 – 0,98)= 2 кмоль\ч
3. Определяем мольные конечные потоки ацителена, этилена и углерода
FA2= υА2,1: υА1,1 × FA1, 0 × X А1А2 = 0,5×100 × 0,5 = 25 кмоль\ч
FA3= υА3,2: υА1,2 × FA1, 0 × X А1А3 = 0,5×100× 0,01 =0,5 кмоль\ч
FA4= υА4,3: υА1,3 × FA1, 0 × X А1А4 = 100× 0,15 = 15 кмоль\ч
4. Определяем выход CO:
X А1А5 = 0,98 – (0,5 + 0,01+ 0,15) = 0,32
5. Определяем конечные мольный потоки CO:
FA5= υА5,4: υА1,4 × FA1, 0 × X А1А5 = 100 × 0,32= 32 кмоль/ч
6. Находим полноту суммарных независимых реакций образования ключевых продуктов:
F1 = FA2,1: υА2,1= 25/1=25
F2 = FA3,2: υА3,2= 0,5/1=0,5
F3 = FA4,3: υА4,3= 15/1=15
F4 = FA5,4: υА5,4= 32/1=32
7. Определяем конечные мольный потоки воды, водорода и кислорода:
FA6 = FA6,0 + (- υА6,4× F4 ) = 2×32 = 64 кмоль/ч
FA7 = FA7,0 + (- υА7,1× F1 - υА7,2× F2 - υА7,3× F3 ) = 3×25 + 2×0,5 + 2×15 = 106 кмоль/ч
FA8 = FA8,0 + (- υА8,4× F4 ) = 62 – 1,5×32= 14 кмоль/ч
8. Определяем селективность для ацителена, этилена, углерода и СО:
Ф1 = 25/(100×0,98) = 0,26
Ф2 = 0,5/(100×0,98) = 0,005
Ф3 = 15/(100×0,98) = 0,153
Ф4 = 32/(100×0,98) = 0,33
∑ ФАi = 0,26+ 0,005+ 0,153+ 0,33= 0,75
Материальный баланс
ПРИХОД | РАСХОД | ||||
Наименование продукта | Молекулярная масса | кмоль/ч | кг/ч | кмоль/ч | кг/ч |
А1 - CH4
| |||||
А2 - CH≡CH | |||||
А3 - CH2=CH2 | 0,5 | ||||
А4 - C | |||||
А5 - CO | |||||
А6 - H2O | |||||
А7 – H2 | |||||
А8 - O2 | |||||
Итого |
Задача 2. Для последовательных реакций
Имеем nA,0 = 4 моль; nB = nC = 1 моль; nB,0 = nC,0 = 0 моль. Рассчитать , , и . Правильность решения проверить по и .
Решение:
1) Определяем полноту реакции 1 и 2:
2) Количество вещества или его мольный поток в сложных реакциях:
3) Степень конверсии:
4) Селективность:
5) Определяем :
6) Химический выход:
=1/8+1/4=3/8
Дата добавления: 2015-11-04; просмотров: 25 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| | 1-огнетушители типа ОФК; 2-головки-затворы; 3-распределительные клапаны, |