ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчеты констант равновесия и равновесного выхода продукта из "Расчеты химико-технологических процессов" Пример 1. Синтез аммиака осуществляется в колонне под давлением 30 МПа при 450 °С. Газ, выходящий из колонны, имеет состав [% (об.)] ЫНз—17,0 N2—11,0 Н2 —72,0. Рассчитать соотношение N2 и Нз в исходном газе, поступающем в колонну синтеза. [c.32] Соотношение N2 и Нг в исходной смеси 16,7 83,3=1 5. [c.33] Пример 2. При синтезе хлороводорода, проводимом с 10%-ным избытком Н2 по отношению к стехиометрическому количеству, в газе, выходяш,ем из аппарата, содержится 80% H I. Рассчитать Кс для заданных условий. [c.33] Синтез осуществляют в печи прн 2300—2400 С и 5—10%-ном избытке водорода в исходной смеси, обеспечивающем безопасность процесса и полное использование хлора. [c.33] Пример 3. Определить равновесный выход оксида углерода (П) в процессе газификации каменного угля водяным паром при 500 и 700°С, если Ig[Рнао/( со на)]РЗвен соответственно 1,67 и —0,13. Р = 0,1 МПа. [c.33] Решение. Газификация каменного угля (любого твердого топлива)—высокотемпературный гетерогенный процесс, при котором органическая часть угля превращается в горючие газы при неполном окислении кислородом или водяным паром (см. гл. I, пример 6). Процесс газификации каменного угля водяным паром можно представить уравнением С + НгО СО Hj. [c.33] Пример 4. Найти при 327 С константу равновесия реакции гидрирования пропилена до пропана С3Н6 + Н2 СзНа. [c.34] Из этого уравнения видно, что для расчета константы равновесия необходимо знать величину (0° — 7 для всех реагентов и тепловой эффект реакции ДЯо при абсолютном нуле. Значения (О — определяют на основании спектроскопических данных, а HQ— по калориметрическим данным. Кроме того, для этих величин имеются расчетные уравнения, на основе которых составлены таблицы. [c.34] По экспериментальным данным lg/ p = 3,79, что согласуется о расчетным значением /Ср = 6160 = 6,16-10 . [c.34] Определить, как изменится равновесное содержание NHs в газе (хр) при 500 °С, если уменьшить давление от Pi = 30 МПа до Яг = 10 МПа. [c.34] Пример 6. В процессе прямой гидратации этилена на фосфор--ном катализаторе (в производстве этанола) при i = 300° и Р = = 8 МПа 10% (об.) этилена превращается в этанол. Найти состав газа и условную константу равновесия, пренебрегая побочными реакциями. [c.35] В момент равновесия 1 моль окисленной смеси будет содержать 0,132 моль I2 0,132 моль Н2О 1 —0,264 = 0,736 моль НС1 Н N2 О2. [c.36] Процесс идет с уменьшением объема. Для получения 1 моль равновесной смеси количество исходной смеси составит 0,736 моль, приходящихся на долю НС1, О2 н N2 + количество НС1 и О2, израсходованных на образование 0,132 моль СЬ и 0,132 моль Н2О, т. е. 0,264 моль НС1 и 0,264/4 = 0,066 моль О2. Всего 0,330 моль. [c.36] Таким образом, количество исходной смеси составит 0,736 + + 0,330= 1,066 моль, в том числе НС — 1,066-0,355 = 0,379 ( 2 - 1,066 0,135 = 0,144 N2 — 1,066 0,510 = 0,543. [c.36] Пример 8. При одноступенчатой конверсии метана из конвер тора выходит газ состава (% (об.)) Нг — 52 СО — 21 СОг — 7,5 Ыг—19 СН4 —0,5. Пройдя увлажнитель и теплообменник, газ поступает в конвертор оксида углерода (II). [c.37] Рассчитать количество водяного пара, необходимого для осуществления процесса, чтобы содержание оксида углерода в сухом конвертированном газе не превышало 3,5% (об.). Рассчитать также и равновесную степень превращения СО. Температура процесса 500°С, давление 0,1 МПа. Расчет вести на 100 м газа указанного состава. [c.37] Решение. Конверсия СО с водяным паром осуществляется в производстве синтетического аммиака как вторая стадия получения азотоводородной смеси, поскольку после первой стадии — конверсии метана природного газа — конвертированный газ содержит около 20% СО. Конверсия СО может применяться и как самостоятельный метод получения азотоводородной смеси из водяного или полуводяного генераторного газа. [c.37] Таким образом, объем сухого конвертированного газа составит 121—4,1 = 116,9 м в том числе СО —4,1 СОа —24,4 Нг- 68,9 N2-19,0 СН4 —0,5. [c.37] Вернуться к основной статье