ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Расчеты состава реакционных смесей и составление материаьного баланса промышленных процессов, основанных на обратимых реакциях из "Расчеты химико-технологических процессов Издание 2" 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] Решение. Окисление хлороводорода в присутствии катализаторов проводят с целью утилизации отходящих газов после хлорирования органических веществ. Газы, полученные при окислении НС1, содержат хлор, который можно использовать как исходный реагент во многих органических синтезах. Реакция окисления хлороводорода может быть представлена уравнением 4H I -j- О2 2С1г + 2НгО. [c.36] В момент равновесия I моль окисленной смеси будет содержать 0,132 моль СЬ 0,132 моль Н2О 1—0,264 = 0,736 моль H I + N2 + O2. [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 и N2 + количество НС1 и О2, израсходованных на образование 0,132 моль I2 и 0,132 моль Н2О, т. е. 0,264 моль НС1 и 0,264/4 = 0,066 моль О2. Всего 0,330 моль. Таким образом, количество исходной смеси составит 0,736 + + 0,330= 1,066 моль, в том числе НС1— 1,066-0,355 = 0,37 U2- 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 N2—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 так же 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 н 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 СО2 —24,4 Нг — 68,9 N2—19,0 СН4 —0,5. [c.37] Пример 10, Процесс окисления оксида азота (II) до диоксида сопровождается образованием димера Ыг04. Рассчитать степень полимеризации N02 для газовой смеси, содержащей 5% (об.) N02 в исходном газе, если давление газа составляет 0,1 МПа, а температура 40 °С. Значение константы равновесия Кр = = Рда ы о, = 0.435. [c.38] Решение. Окисление N0 в ЫОг и частичная полимеризация МОг в димер N204 — реакции, происходящие при переработке в азотную кислоту нитрозных газов, полученных окислением аммиака. Переработку нитрозных газов производят при низких температурах и атмосферном или повышенном (до 1 МПа) давлении. [c.38] На образование продукта реакции израсходовано (моль) СО — 0,242 Нг — 0,242 2 = 0,484 всего — 0,726. [c.39] Пример 13. Для окисления хлороводорода используется смесь состава [% (об.)] Ог — 32,4 НС — 67,6. Процесс протекает при Р = 0,1 МПа н I = 386 °С. По окончании реакции в газе содержится 31,4% СЬ. [c.40] Решение. Реакция окисления хлороводорода может быть представлена уравнением 4НС1+Ог = = 2 I2 + 2H2O. Согласно условию, содержание хлора в равновесной смеси 31,4% (об.). Следовательно, в 1 моль смеси в момент равновесия содержится (моль) I2 —0,314 НгО —0,314 (НС1 + О2) — 1 — 2-0,314 = = 0,372. [c.40] Израсходовано молей НС1 и Ог на образование 0,314 моль НгО и 0,314 моль СЬ 02 — 0,628/4 = 0,157 НС1 —0,628 всего — 0,785. [c.40] Количество (моль) исходных реагентов 0,372 4-0,785=1,157, в том числе с учетом заданного состава О2—1,157-0,324 = 0,375 НС1— 1,157-0,676 = 0,782. [c.40] Состав равновесной смеси [% (об.)] СЬ — 31,4 НгО —31,4 НС1— 15,4 Ог —21,8. [c.40] Парциальные давления (МПа) компонентов в смеси Ро = = 0,0218 = 0,0154 = 0,0314. [c.40] Вернуться к основной статье