6.Материальный баланс.

Данные для расчета

При проведении расчетов следует учесть протекание следующих реакций:

1. CO + 3H₂ = CH₄+H₂O;

2. 2CO + 2H₂ = CH₄+CO₂;

3. 2CO = CO₂ + C;

4. CO + H₂ = CH₂O;

5. 2CH₃OH = (CH₃)₂O + H₂O;

6. CH₃OH = CH₄+H₂O.

Производительность установки по метанолу , т/ч 1,0

Расход СО от исходной массы CO на реакции

(1) 3,8%

(2) 4,1%

(3) 2,5%

(4) 0,7%

Расход метанола от массы полученного метанола на реакции

(5) 4,4%

(6) 3,1%

Объмная скорость газа на входе в контактный аппарат,м³/м³*час 3000

Мольное соотношение Н₂:СО 28,3:4,4

Объем катализатора в контактном аппарате, м³ 10

Общая степень превращения окиси углерода с учетом рецикла 0,95%

РАСЧЕТ

1. Объём синтез газа:

V_CM = V_K * V

V_CM = 10*3000 = 30000

2. Исходные объёмы и массы газов

; =

V_CM = +

30000 = + ; 30000 = ;

38,8 + = 30000 *38,8

42,9 = 1164000

= 27132,867

n(CO) = = = 128 моль;

3. Прореагировавший со

m(CO)= M(CO) * n (CO) = 28 * 4,1 = 114,8 г

m(CO)- = 114,8*0,95 = 109,06

Непрореагировавший СО

114,8 – 109,06 = 5,74 г

Расход СО по реакциям 1-4

m(CO)i = m(CO)*ωi / 100

m(CO)₁ = 114,8*3,8/100 = 4,36 г

m(CO)₂ =114,8*4,1/100 = 4,7 г

m(CO) ₃ =114,8*2,5/100 = 2,87 г m(CO) ₄=114,8*0,7/100 = 0,8 г

= 4,36 + 4,7 + 2,87 + 0,8 = 12,73 г

4. На образования метанола пойдёт:

m"(CO) = m(CO) - - ∑ m(CO)i

m"(CO) = 109,06 – 12,73 = 96,33 г

5. Образуется метанола:

m(CH₃OH) = m"(CO)*M(CH₃OH) / M(CO)

m(CH₃OH) = 96,33 * 32 / 28 = 110,09 г

Рассход метанола по реакциям 5,6

m(CH₃OH)i = m(CH₃OH)* ωi / 100

m(CH₃OH)₅ = 110,09 * 4,4 / 100 = 4,84 г

m(CH₃OH)₆ = 110,09 * 3,1 / 100 = 3,41г = 4,84 + 3,41 = 8,25 г

Таким образом, в процессе синтеза будет получено

m"( CH₃OH) = m(CH₃OH) - ∑ m(CH₃OH)i

m"( CH₃OH) = 110,09 – 8,25 = 101,84 г