Определите состав (в процентах по массе) продуктов сгорания попутного газа. Определите состав (в процентах по массе) продуктов сгорания попутного газа, если коэффициент избытка воздуха составляет 1.15. Состав воздуха принять (в массовых %): O2 –23.3%; N2 – 76.7%. Состав данной фракции попутного газа: С2Н6 – 96%; СО2 – 4% (по объему).

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала определим количество воздуха, необходимого для полного сгорания этилена (C2H6):

1 моль С2H6 + a(O2 + 3.76N2) -> b(CO2 + 3.08N2 + 2H2O)

Состав на 100 моль С2H6: 1 моль С2H6, 3.08 моль CO2, 2 моль H2O, a(1+3.76) моль О2, a3.76 моль N2

Учитывая, что С2Н6 составляет 96%, а СО2 – 4% по объему, можно определить мольные доли: 1 моль C2H6 – 96%, 3.08 моль CO2 – 4%

Тогда количество моль С2H6 и CO2 до и после реакции можно представить следующим образом:

x – количество моль С2H6 до реакции
1 – x – количество моль С2H6 после реакции
3.08y – количество моль CO2 до реакции
3.08y – количество моль CO2 после реакции

Тогда уравнение принимает вид:

x/(1-x) = 3.08/96

Отсюда находим х и у. Получаем следующие значения:

x = 0.053
y = 0.00163

Теперь определим количество кислорода и азота в продуктах сгорания:

Количество моль O2: 0.053 (1 + 1.153.76) = 0.583
Количество моль N2: 0.053 1.15 3.76 = 0.237

Суммируем мольные доли каждого компонента:

Количество моль CO2: 0.00163
Количество моль H2O: 0.053 2 = 0.106
Количество моль O2: 0.583
Количество моль N2: 0.237 + 1.150.237 = 0.541

Теперь определим процентное содержание каждого компонента по массе:

Для CO2: (0.00163 44) / ((0.00163 44) + (0.106 18) + (0.583 32) + (0.541 28)) = 0.12%
Для H2O: (0.106 18) / ((0.00163 44) + (0.106 18) + (0.583 32) + (0.541 28)) = 1.11%
Для O2: (0.583 32) / ((0.00163 44) + (0.106 18) + (0.583 32) + (0.541 28)) = 21.55%
Для N2: (0.541 28) / ((0.00163 44) + (0.106 18) + (0.583 32) + (0.541 28)) = 77.22%

Таким образом, состав (в процентах по массе) продуктов сгорания попутного газа будет следующим:
CO2 – 0.12%
H2O – 1.11%
O2 – 21.55%
N2 – 77.22%