Материальный баланс производства аллилацетата

[jenya11]

Здравствуйте! Не могли бы Вы помочь разобраться со следующей задачей? Как мне кажется, я её решила, но баланс не сходится. Подскажите, пожалуйста, что я неправильно делаю?  

Составить материальный баланс производства 1 т аллилацетата, если степень конверсии пропилена составляет  10%, уксусной кислоты -13%. селективность образования  аллилацетата по пропилену - 94%, по уксусной кислоте - 99%. Побочными реакциями пренебречь. 

Решение:  

H₃C-CH=CH₂  +  CH₃COOH +0,5 O₂----->  H₂C=CH-CH₂OOCCH₃ + H₂O 

Mw(пропилен)= 42,08 *10^-3 кг/моль, Mw(уксусная кислота) =60,05*10^-3 кг/моль, Mw(аллилацетат)=102,09*10^-3 кг/моль 

Получается, приход: пропилен, уксусная кислота, кислород. 

Расход: аллилацетат, пропилен, уксусная кислота, вода. 

Думаю, сначала нужно количество вещества аллилацетата:  1000/(102,09*10^-3)=9795 моль=9,795 кмоль 

Затем можно найти массу пропилена, который прореагировал, исходя из степени конверсии: 0,1*9795*42,08 *10^-3=41,22 кг 

Прореагировавшая кислота   0,13*9795*60,05*10^-3=76,46 кг 

Массы исходных веществ, которые были загружены в реактор, найдём, исходя из селективности:   

Загруженный пропилен:   1000/0,94=1063,83 кг 

Загруженная кислота:   1000/0,99=1010,10 кг 

Непрореагировавшие пропилен и кислота, соответственно:  1022,61 кг и 933,64 кг... 

Масса кислорода: 15,999*9795*0,5=78355 г = 78,355 кг  

Расход = 2152,285 кг   Приход = 2956,25 ( ещё без учёта воды) 

Подскажите, пожалуйста, что я неправильно делаю?  

[ssch]

У вас получилось, что для получения 1000 кг аллилацетата потребовалось всего 41.22 кг пропилена и 76.46 кг уксусной кислоты, маловато будет.

[jenya11]

Но степени конверсии ведь очень маленькие даны в задаче.

 

Решение  ( второй вариант)

 

H3C-CH=CH2 + CH3COOH +0,5 O2-----> H2C=CH-CH2OOCCH3 + H2O

 

Mw(пропилен)= 42,08 *10-3 кг/моль,

Mw(уксусная кислота) =60,05*10-3 кг/моль,

(в значении молекулярной массы аллилацетата в первом варианте ошиблась, теперь с исправленным значением ) Mw(аллилацетат)=100,12*10-3 кг/моль.

 

1. Нахожу по уравнению, сколько реагентов нужно для 1 т аллиацетата.

 

Для этого сначала определяю количество вещества аллилацетата: 1000/(100,12*10-3)= 9988 моль= 9,988 кмоль

 

Затем определяю массы реагентов:

 

Масса пропилена: 9988* 42,08 *10-3 = 420,3 кг

 

Масса уксусной кислоты: 9988* 60,05*10-3 = 599,8 кг

 

Масса кислорода: 0,5*9988* 32*10-3=159,8 кг

 

 

Но из этого количества реагентов прореагирует только часть, поэтому найдём массы реагентов, вступивших в реакцию:

 

Масса пропилена, вступившего в реакцию: 420,3 *0,1*0,94=39,5 кг (939 моль) ( насколько я понимаю, здесь, умножая на степень конверсии, мы находим ту часть реагента, которая вступит в реакцию, а умножая на степень селективности, находим ту часть, которая превратится именно в аллилацетат). Верно?

 

Масса уксусной кислоты, вступившей в реакцию: 420,3 *0,13*0,99=54,1 кг (939 моль)

 

 

Оставшийся пропилен: 420,3 - 39,5=380,8 кг

 

Оставшаяся кислота: 599,8 - 54,1=545,7 кг

 

Количество образующейся воды: 939 *18*10-3=16,9 кг ( Или воду по кислороду нужно посчитать?)

 

Получается, приход: пропилен, уксусная кислота, кислород. 420,3 +599,8+159,8= 1179,9 кг

 

Расход: аллилацетат, пропилен, уксусная кислота, вода. 1000+16,9 +380,8+545,7= 1943,4 кг         Опять не получается....

Изменено 12 Декабря, 2014 в 17:48 пользователем jenya11

[jenya11]

Спасибо! Проблема не актуальна.