结构推理
若循环气体与原料气之比为7.2(摩尔比),试计算:一氧化碳的单程转化率和全程转化率;
甲醇的单程收率和全程收率。
【正确答案】解:(1)设新鲜原料气进料流量为,则根据已知条件,计算进料原料组成以质量分率表示如下:
组成 摩尔质量 摩尔分率 质量分率
CO 28 26.82 26.82 72.05
H2 2 68.25 68.25 13.10
CO2 44 1.46 1.46 6.164
CH4 16 0.55 0.55 0.8443
N2 28 2.92 2.92 7.844
Σ 100.00 100.00 100.00
上表中。进料的平均摩尔质量。
经冷凝分离后的气体组成,亦即放空气体的组成如下:
组分 Σ
摩尔质量 28 2 44 16 28
摩尔分率 15.49 69.78 0.82 3.62 10.29 100.0
其中冷凝分离后气体平均分子量为:
又设放空气体流量为;粗甲醇的流量为。对整个系统的作衡算得:
(A)
对整个系统就所有物料进行衡算得:
(B)
联立(A)和(B)两个方程,解之得:
反应后产物摩尔流量为:
将求得的A、B值代入得:
故的全程转化率为:
由已知循环气体与新鲜气之摩尔比,可得反应器进口处的摩尔流量为:
所以的单程转化率为:
产物粗甲醇所溶解的和总量为:
粗甲醇中甲醇的含量为:
所以,甲醇的全程收率为:
甲醇的单程收率为:
【答案解析】