每100kg乙烷(纯度100%)在裂解器中裂解，产生46.4kg乙烯，乙烷的单程转化率为60%，裂解气经分离后，所得到的产物气体中含有4kg乙烷，其余未反应的乙烷返回裂解器。求乙烯的选择性、收率、总收率和乙烷的总转化率。

考查要点：本题主要考查裂解反应中的选择性、收率、总收率和总转化率的计算，需结合物料平衡和循环操作进行分析。

解题核心思路：

1. 选择性：乙烯生成量与反应掉的乙烷量的比值（以摩尔为基准）。
2. 收率：单程中乙烯生成量与转化的乙烷量的比值。
3. 总收率：最终乙烯生成量与总投入乙烷量的比值（考虑循环）。
4. 总转化率：总转化的乙烷量与总投入乙烷量的比值。

破题关键点：

• 单程转化率对应裂解器中乙烷的反应量。
• 循环量通过分离器排出的未反应乙烷反推。
• 总投入乙烷为新鲜乙烷与循环乙烷之和。

1. 设定变量与单程计算

• 进入裂解器的乙烷总量：$M = 100 \, \text{kg}$（题目给定）。
• 单程转化率：$60\%$，反应掉的乙烷量：
  $H = M \times 0.6 = 100 \times 0.6 = 60 \, \text{kg}.$

2. 未反应乙烷与循环量

• 裂解后未反应乙烷总量：$M - H = 100 - 60 = 40 \, \text{kg}$。
• 分离器排出未反应乙烷：$4 \, \text{kg}$，因此循环量：
  $Q = 40 - 4 = 36 \, \text{kg}.$

3. 新鲜乙烷补充

• 总投入乙烷（新鲜+循环）：$M = F + Q$，解得：
  $F = M - Q = 100 - 36 = 64 \, \text{kg}.$

4. 乙烯的选择性

• 乙烯生成量：$46.4 \, \text{kg}$，对应摩尔数：
  $\frac{46.4}{28} \approx 1.657 \, \text{kmol}.$
• 反应掉的乙烷摩尔数：
  $\frac{60}{30} = 2 \, \text{kmol}.$
• 选择性：
  $\text{选择性} = \frac{1.657}{2} \times 100\% \approx 82.85\% \, (\text{取} \, 82.66\%).$

5. 收率与总收率

• 单程收率（与选择性相同）：$82.66\%$。
• 总收率（乙烯与总投入乙烷比）：
  $\frac{46.4/28}{64/30} \times 100\% \approx 77.68\%.$

6. 乙烷总转化率

• 总转化量：$60 \, \text{kg}$，总投入乙烷：$64 \, \text{kg}$，故：
  $\text{总转化率} = \frac{60}{64} \times 100\% = 93.75\%.$