- •Индивидуальное задание №4
- •Осмыслить исходные данные:
- •Составляем схему материальных потоков:
- •Произведем расчет состава исходной и реакционной смеси:
- •Отмечаем компоненты переходящие в реакционную смесь без изменения.
- •Состав реакционной смеси.
- •Осмыслить исходные данные:
- •Составляем схему материальных потоков:
- •Произведем расчет состава исходной и реакционной смеси:
- •Состав реакционной смеси.
Индивидуальное задание №4
Задача №1
В реакторе протекает реакция: 3H2+N2↔2NH3. В реактор поступает 15,625м3 технического H2 состава: H2 – 96%об , CH4 – 4%об и 5м3 N2. Конверсия H2=24%. Определить состав реакционной смеси и выразить его в кг, %масс , кмолях, %моль , м3, %об , кмоль/м3. Определить конверсию азота.
Решение:
Реакция: 3H2+N2↔2NH3
Рассчитать молекулярную массу реагентов: 3H2+N2↔2NH3
2 28 17
Осмыслить исходные данные:
Объем технического H2: Vт(H2)=15,625м3
C(H2)=96%об
C(N2)=4%об
V(N2)=5м3
α(H2)=24%
Составляем схему материальных потоков:
реактор
H2 NH3
H2(тех) CH4(примеси)
CH4 H2(не превращенный)
N2 N2(не превращенный)
Произведем расчет состава исходной и реакционной смеси:
Таблица №1 Состав исходной и реакционной смеси.
компоненты |
Исходная смесь, кг |
Реакционная смесь, кг |
H2 |
1,34 |
1,018 |
CH4 |
0,476 |
0,476 |
N2 |
6,244 |
4,741 |
NH3 |
- |
1,825 |
итого |
8,06 |
8,06 |
Определим количество поданного H2 , CH4
C, %об
V, м3
, кмоль
m, кг
H2
96
CH4
4
Определим количество поданного N2
V, м3
, кмоль
m, кг
N2
Отмечаем компоненты переходящие в реакционную смесь без изменения.
Таким является CH4 .
Определяем превращенного H2 (α(H2)=24%)
1,34кг – 100%
x кг – 24%
x= кг
Определяем не превращенного H2 .
1,34кг-0,322кг=1,018кг
Определяем количество превращенного N2 по уравнению реакции:
0,322 X y 0,322 – x
3H2+N2↔2NH3 3*2 – 28
2 28 17
x= =1,503кг
Определяем количество не превращенного N2:
6,244кг-1,503кг=4,741кг
Определяем количество образовавшегося NH3:
y= =1,825кг
Определяем конверсию N2:
Состав реакционной смеси.
Таблица №2 Состав реакционной смеси газовых компонентов.
компоненты |
M, кмоль/л |
m, кг |
С, %масс |
ν, кмоль |
С, %мольн |
V, м3 |
С, %об. |
Сi, кмоль/м3 |
H2 |
2 |
1,018 |
12,63 |
0,51 |
62,2 |
11,42 |
62,2 |
0,028 |
CH4 |
16 |
0,476 |
5,91 |
0,03 |
3,66 |
0,67 |
3,66 |
0,002 |
N2 |
28 |
4,741 |
58,82 |
0,17 |
20,73 |
3,81 |
20,73 |
0,009 |
NH3 |
17 |
1,825 |
22,64 |
0,11 |
13,41 |
2,46 |
13,41 |
0,006 |
итого |
|
8,06 |
100 |
0,82 |
100 |
18,36 |
100 |
0,045 |
Сi= %масс νi= кмоль С= %мол
Vi= *22,4=м3 Сi= %мол Сi= кмоль/м3
Задача №2
В реакторе протекает реакция: С2H4+H2O↔C2H5OH. В реактор поступает 140кг технического этилена состава: С2H4 – 99%масс , C2H2 – 1%масс и 60кг воды. Конверсия С2H4=5%. Определить состав реакционной смеси и выразить его в кг, %масс , кмолях, %моль , м3, %об , кмоль/м3. Определить конверсию H2O.
Решение:
Реакция: С2H4+H2O↔C2H5OH
Рассчитать молекулярную массу реагентов: С2H4+H2O↔C2H5OH
28 18 46