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!