馬后炮化工第1章物料能量平衡-資料下載頁
2025-05-10 00:28本頁面
【正文】 O+H2)， 標準反應熱為 ，每小時加入反應器的熱量為 5300 kJ/h， 原料 mol配比為：乙醇 /乙醛＝ 9， 物料入口溫度 300oC,出口 265oC。求 乙 醇 的 轉 化 率 ？ 已 知 熱 容 值 ： 乙 醇 (g) cp=℃ , 乙醛 (g) cp= kJ/mol.℃ , H2 cp=℃ 解： （ 1） 衡算基準 25oC、 1h（ 流量 ） （ 2） 衡算思路 物料衡算 （ 采用元素衡算方法 ） 和熱量衡算聯(lián)合進行 例 10 23 （ 1） 以 100mol進料為物料衡算基準 ， 以 25℃ ,1atm的自 由態(tài)分子為熱量衡算的基準 。 （ 2） 以反應器為體系 碳元素平衡 90?2+10?2=2n1+2n2 即 n1+n2=100(a) 氫元素平衡 90?6+10?4=6n1+4n2+2n3 即： 3n1+2n2+n3=290(b) （ 3） 能量衡算： 乙醇焓變： n1?? (26525)90??(30025) 乙醛焓變： n2?? (26525)10??(30025) 氫氣焓變： n3??(26525) 反應熱 ： n3? 24 能量衡算結果： ++76n3=8247(c) 聯(lián)立 (a)、 (b)和 (c)三式得： n1=, n2= , n3= （ 4） 乙醇轉化率 : ()/90= 思考題 1 在 2MPa和 240oC條件下 ， 用純氧氧化乙烯生產(chǎn)環(huán)氧乙烷 ， 已知原料混合氣含乙烯 15%(mol)，流量 10740m3/h；反應器出口含環(huán)氧乙烷 %(mol)，乙烯 %(mol)， 流量 10670m3/h， 求乙烯轉化率和環(huán)氧乙烷的收率 。 25 思考題 2 某氧化過程排出的尾氣體積組成已知為 O2 10%、 N2 85% 、 CO2 5%， 計算空氣用量及氧耗量 。 思考題 3(Tan4) 采用兩個連續(xù)操作的串聯(lián)蒸發(fā)器濃縮燒堿溶液 。 第一蒸發(fā)器入口的燒堿溶液流量為 5 t/h，燒堿質量分數(shù)為 12%。 第二蒸發(fā)器的入口燒堿質量分數(shù)為 20%， 出口燒堿質量分數(shù)為 50%。 求兩個蒸發(fā)器每小時蒸發(fā)的水量和第二蒸發(fā)器送出的濃溶液量分別是多少 ？ （ 答案： 第一蒸發(fā)器蒸發(fā)水量為 2021kg/h，第二蒸發(fā)器蒸發(fā)水量和送出的溶液量分別 1800kg/h和1200kg/h） 26 思考題 4(Tan6) 若思考題 3中第一蒸發(fā)器采用 水蒸汽加熱 ， 冷凝水在飽和溫度下排出；原料液 入口溫度為 20oC， 在器內的沸點為 70oC， 溶液比熱為 ，熱損失為 3?105kJ/h。 求所需要的加熱水蒸氣量是多少 ？ 已知：加熱蒸汽和蒸發(fā)蒸汽的焓分別為 2704和 2624kJ/kg，溶液的濃縮潛熱可忽略不計 。 (2693kg/h) 思考題 5 乙烯在銀催化劑上用過量空氣部分氧化制取環(huán)氧乙烷 。 反應方程式為：主反應： 2C2H4+O2=2C2H4O 副反應： C2H4+3O2=2CO2+2H2O。 反應器進口混合氣體的流量為 45 000Nm3/h， 原料組成 mol分率為 C2H4 %， N2 %， O2 %。 乙烯轉化率為 32%， 反應選擇性為 69％ ， 則反應器出口氣體的流量為 （ ） kg/h。 （ 答案 : (2)) (1) 57 ； (2) ； (3) 56 ； (4) 11 思考題 5
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