15.24 Опубликовано 20 Июля, 2018 в 15:09 Поделиться Опубликовано 20 Июля, 2018 в 15:09 Здравствуйте, помогите, пожалуйста, разобраться. Впервые составляла материальный баланс и результат не сходится, полагаю, что ошибка где-то в самом начале, в самом ходе решения, не получается свести. Решала, переделав подобный пример, не могу разобраться, где нужно исправить, буду очень благодарна, если поможете. решение: В основу расчета принять следующие реакции: CH3-CHO+0.5O2 – CH3COOH 3CH3-CHO+3O2 – 2CH3COOOH+HCOOH+H2O+CO2 Исходные данные: 1) Пропускная способность по техническому ацетальдегиду, т/сут - 42 2) Состав технического ацетальдегида, % масс: ацетальдегид - 97 уксусная кислота - 2 вода - 1 3) Конверсия ацетальдегида, % - 96 4) Выходы продуктов на превращенный ацетальдегид, % масс: уксусная кислота - 95 муравьиная кислота - 3 5) Избыток воздуха по сравнению со стехиометрией - 1.5 6) Потери ацетальдегида (% масс) от массы технического ацетальдегида - 0.5 (В решении воздух: кислород – 23 %; азот – 77 %) Материальный баланс процесса: приход: CН3СОН; Н2О; О2; N2 расход: СН3СОН; Н2О; СН3СООН; НСООН; СО2; О2; N2 Приход (кг/час) H2O 17.4125 СН3СОН 1741.25 СН3СООН 34.82 НСООН 0 CО2 0 О2 717.6528 N2 2402.58 Сум=4913,71 Расход (кг/час) H2O 36.3132 СН3СОН 119.81+8.75(потери) СН3СООН 1540.36 НСООН 48.64 CО2 46.5256 О2 239.2176 N2 2402.58 Сум=4442,18 Решение: Mr(C2H4О)=12*2+1*4+16=44 кг/кмоль Mr(СН3СООН)=12*2+1*4+16*2=60 кг/кмоль Mr(НСООН)=12*1+1*2+16*2=46 кг/кмоль Mr(О2)=16*2=32 кг/кмоль Mr(Н2О)=1*2=16 кг/кмоль Mr(СО2)12+16*2=44 кг/кмоль Mr(N2)=14*2=28 кг/кмоль 1. Производительность установки по тех.ацеталю: mт.а.= = 42т/сут = 42*1000/24 =1750 кг/ч 2. Вступивший в реакцию ацеталь с учетом потерь 0,5%: 1750*0,995=1741,25 кг/час w(СН3СОН)=36,85 кмоль/ч 3. Найдем прореагировавшее количество СН3СОН: wо (СН3СОН) = w(СН3СООН)*0,97=1689,01 кг/час wо (СН3СОН)*0,96 = 1621,44 кг/ч – с учетом конверсии прореагировало wнепр (СН3СОН) = 1741,25-1621,44=119,81 – не прореагировало 4. Найдем количество уксусной и муравьиной кислот: m(СН3СООН) = 1621,44*0,95=1540,36 кг/час w(СН3СООН) = 25,6726 кмоль/час m(HCООН) = 1621,44*0,03=48,64 кг/час w(HCООН) = 1,0574 кмоль/час 5. Найдем количество кислорода: wо(О2)= w1(О2) + w2(О2) по ур – ю первой реакции: w1(О2) = 1/2 w1(СН3СООН), w1(СН3СООН) = w(СН3СООН) – w2(СН3СООН), где w2(СН3СООН) – количество уксусной кислоты образовавшейся во 2 реакции w2(СН3СООН) = 2w(НСООН) = 2,1148 кмоль/ч w1(СН3СООН) = 25. 6726 – 2,1148 = 23,5579 кмоль/ч w1(О2) = 1/2 * 23,5579 = 11,7789 кмоль/ч по ур – ю второй реакции: w2(О2) = 3 * w(НСООН) = 3*1,0674=3,1722 кмоль/ч wо(О2)= w1(О2) + w2(О2) = 11,7789 + 3,1722 = 14,9511 кмоль/ч m(О2) = 14,9511 * 32=478,4352 кг/час 6. Найдем общее количество О2 , вступившего в реакцию с учетом избытка 1.5: wвсего(О2)= 14,9511*1,5= 22,42665 кмоль/ч mвсего(О2) = 22,42665 * 32 = 717,6528 кг/ч 7. остаток кислорода после реакции: wост(О2) = 22,42665 – 14,9511 = 7,4755 кмоль /ч mост(О2) = 7,4755*32 = 239,2176 кг/ч 8. Найдем общую массу воздуха, которая была в исходной смеси: mвозд = mвсего(О2)/23 * 100 = 717,6528 /23 * 100 = 3120,23 кг/ч 9. Масса азота: m(N2) = mвозд - mвсего(О2) =3120,23 – 717,6528 = 2402,58 кг/ч w(N2) = m(N2)/ Mr(N2) = 85,806 кмоль/ч 10. Кол-во воды, образовавшейся в результате реакции: по реакции 2 смеси w1(Н2О) = w(НСООН) = 1,0574 кмоль/ч общее количество воды в реакции смеси: wвсего = w(Н2О) + w1(Н2О) = 0,96 + 1,0574 = 2,0174 кмоль/ч m(Н2О) = 2,0174*18 = 36,31 кг/ч 11. Количество СО2 полученного во второй реакции: w(СО2) = w(НСООН) = 1,0574 кмоль/ч m(СО2) = 1,0574 * 44 = 46,5246 кг/ч (описала максимально кратко) Спасибо! Ссылка на комментарий
M_GM Опубликовано 20 Июля, 2018 в 16:48 Поделиться Опубликовано 20 Июля, 2018 в 16:48 Вторая реакция - какая-то дичь. Уж лучше просто CH3-CHO + 2O2 = HCOOH+H2O+CO2 Ссылка на комментарий
M_GM Опубликовано 20 Июля, 2018 в 16:56 Поделиться Опубликовано 20 Июля, 2018 в 16:56 40 минут назад, 15.24 сказал: (В решении воздух: кислород – 23 %; азот – 77 % Обычно считается, что кислорода в воздухе 21% Ссылка на комментарий
15.24 Опубликовано 20 Июля, 2018 в 17:16 Автор Поделиться Опубликовано 20 Июля, 2018 в 17:16 25 минут назад, M_GM сказал: Вторая реакция - какая-то дичь. Уж лучше просто CH3-CHO + 2O2 = HCOOH+H2O+CO2 Такая реакция была дана в задании Ссылка на комментарий
15.24 Опубликовано 20 Июля, 2018 в 17:17 Автор Поделиться Опубликовано 20 Июля, 2018 в 17:17 (изменено) 21 минуту назад, M_GM сказал: Обычно считается, что кислорода в воздухе 21% Спасибо, про это тоже думала, тогда сколько брать азота, 79? и ещё, в целом ход решения верный? Нет ли ошибок гв начале, не уверена, что правильно понимаю, как считать с учетом конверсии Изменено 20 Июля, 2018 в 17:18 пользователем 15.24 Ссылка на комментарий
M_GM Опубликовано 20 Июля, 2018 в 17:31 Поделиться Опубликовано 20 Июля, 2018 в 17:31 1 час назад, 15.24 сказал: Приход (кг/час) H2O 17.4125 СН3СОН 1741.25 СН3СООН 34.82 Эти циферки тоже в задании даны? Потому, что если исходить из 42т/сутки, приход в час должен быть таким: H2O 17,5 СН3СОН 1697,5 СН3СООН 35 Ссылка на комментарий
15.24 Опубликовано 20 Июля, 2018 в 17:47 Автор Поделиться Опубликовано 20 Июля, 2018 в 17:47 Нет, это я считала с учётом конверсии 96% и потерь по тех.ацеталю 0,5%, вышли такие значения Ссылка на комментарий
15.24 Опубликовано 20 Июля, 2018 в 17:48 Автор Поделиться Опубликовано 20 Июля, 2018 в 17:48 16 минут назад, M_GM сказал: Эти циферки тоже в задании даны? Потому, что если исходить из 42т/сутки, приход в час должен быть таким: H2O 17,5 СН3СОН 1697,5 СН3СООН 35 Нет, это я считала с учётом конверсии 96% и потерь по тех.ацеталю 0,5%, вышли такие значения Ссылка на комментарий
M_GM Опубликовано 20 Июля, 2018 в 20:31 Поделиться Опубликовано 20 Июля, 2018 в 20:31 (изменено) Сначала надо понять, сколько чего было в 42 т, а потом уже потери, конверсия и проч. И если там всего было 1697,5 (в пересчете на час), как у вас могло получиться 1741.25? Теперь смотрим что с ним стало (с ацетальдегидом): Потери 8,75 кг/час К реакции 1688,75 кг/час Прореагировало 96% 1621,2 кг/час 36,85 кмоль/час Остаток 4% 67,55 кг/час И что получилось: Кислоты укс 95% 2100,19 кг/час 35,00 кмоль/час мур 3% 50,85 кг/час 1,11 кмоль/час Тут какая-то непонятность. Или это ошибка в условии. Если говорится о выходе относительно превращенного альдегида, и приводятся уравнения реакций его превращения, то почему суммарный выход кислот меньше 100%? Есть еще какое-то превращение? - это причина будущего расхождения в ответе. CO2 48,64 кг/час 1,11 кмоль/час H2O 19,90 кг/час 1,11 кмоль/час Теперь кислород и воздух (я, разумеется, считаю по исправленному уравнению 2): Потребуется О2, р. 1 17,50 кмоль/час реакция 2 2,21 кмоль/час 1,5 избыток всего 630,8 кг/час 19,71 кмоль/час 946,19 Азот 2076,4 кг/час 74,16 кмоль/час 3114,55 Воздух 2707,2 кг/час 93,87 кмоль/час 4060,74 И посчитаем приход/расход: Приход (кг/час) Получено H2O 17,5 37,40 СН3СОН 1697,5 76,3 СН3СООН 35 2135,19 НСООН - 50,85 CО2 - 48,64 О2 946,19 315,40 N2 3114,55 3114,55 Сумма 5810,74 5778,31 Небольшой дисбаланс из-за несоответствия выходов кислот. Надо принять, что выход муравьиной 5% Изменено 20 Июля, 2018 в 20:34 пользователем M_GM Ссылка на комментарий
15.24 Опубликовано 21 Июля, 2018 в 16:12 Автор Поделиться Опубликовано 21 Июля, 2018 в 16:12 Спасибо, а как вышло 1697,5? Ссылка на комментарий
Рекомендуемые сообщения
Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь
Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий
Создать аккаунт
Зарегистрируйте новый аккаунт в нашем сообществе. Это очень просто!
Регистрация нового пользователяВойти
Уже есть аккаунт? Войти в систему.
Войти