Определите объемный расход газа. Химия Метанол получают из синтез-газа состава: 32% СО, 65% H2 и 3% N2 (объёмные проценты) по реакции СО+Н2 = СН3ОН (стехиометрические коэффициенты не указаны). Определите объемный расход газа для получения 1 тонны метанола, если степень превращения 35%, селективность 90%, потери при очистке составляют 6%

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи нам необходимо составить уравнение баланса массы для реакции. После этого мы сможем определить объемный расход газа для получения 1 тонны метанола.

Уравнение реакции
CO + H2 = CH3OH

С учетом стехиометрических коэффициентов, уравнение баланса массы можно записать следующим образом
n_CO + n_H2 = n_CH3OH

В данном случае по входящим компонентам имеем
n_CO = 0.32 n_synthesis_ga
n_H2 = 0.65 n_synthesis_ga
n_N2 = 0.03 n_synthesis_gas

Где n_synthesis_gas - общий объемный расход синтез-газа.

Теперь рассчитаем количество необходимого синтез-газа для получения 1 тонны метанола
m_CH3OH = 1 тонна = 1000 к
Молярная масса метанола = 32 г/мол
Количество моль метанола
n_CH3OH = m_CH3OH / молярная масса = 1000 000 г / 32 г/моль = 31250 моль

Теперь определим количество моль сырья, необходимое для получения данного количества метанола
n_H2_OH = 1 / (степень превращения селективность) = 1 / (0.35 0.9) = 3.03

Теперь найдем объемный расход синтез-газа для получения 1 тонны метанола
n_synthesis_gaz = n_CH3OH + n_H2_OH

Посчитаем потери при очистке синтез-газа
n_synthesis_gaz_clean = n_synthesis_gaz / (1 - 0.06)

Объемный расход газа для получения 1 тонны метанола равен
V_synthesis_gas = n_synthesis_gaz_clean * 22.4 л/моль

Таким образом, найден объемный расход газа для получения 1 тонны метанола.