题目
以纯乙烷为原料裂解生产乙烯,乙烷单程转化率为58%。新鲜乙烷与循环乙烷混合后,总进料量为110 kg进入裂解反应器,反应后得到51.24 kg乙烯产品。分离后产物中剩余未反应乙烷4.2 kg,未反应乙烷除少量残留外全部循环利用。请完成以下计算:① 乙烯的选择性;② 乙烷的全程转化率;③ 乙烯的单程收率与全程收率。
以纯乙烷为原料裂解生产乙烯,乙烷单程转化率为58%。新鲜乙烷与循环乙烷混合后,总进料量为110 kg进入裂解反应器,反应后得到51.24 kg乙烯产品。分离后产物中剩余未反应乙烷4.2 kg,未反应乙烷除少量残留外全部循环利用。请完成以下计算:① 乙烯的选择性;② 乙烷的全程转化率;③ 乙烯的单程收率与全程收率。
题目解答
答案
-
乙烯的选择性:
反应掉的乙烷为 $ 2126.67 \, \text{mol} $,生成乙烯 $ 1830 \, \text{mol} $。
$S = \frac{1830}{2126.67} \times 100\% \approx 86.06\%$ -
乙烷的全程转化率:
新鲜乙烷 $ n_F = 2266.67 \, \text{mol} $,未反应乙烷 $ n_{\text{unreacted, final}} = 140 \, \text{mol} $。
$X_{\text{total}} = \frac{2266.67 - 140}{2266.67} \times 100\% \approx 93.8\%$ -
乙烯的收率:
- 单程收率:
$Y_{\text{single}} = \frac{1830}{3666.67} \times 100\% \approx 49.9\%$ - 全程收率:
$Y_{\text{total}} = \frac{1830}{2266.67} \times 100\% \approx 80.7\%$
最终结果:
- 乙烯的选择性约为 86.06%。
- 乙烷的全程转化率约为 93.8%。
- 乙烯的单程收率约为 49.9%,全程收率约为 80.7%。