题目
用丝光沸石催化剂催化甲苯歧化的反应中,反应条件如下:(1)反应压力为2.5(MPa),反应温度为450^circ(C)(2)甲苯进料量15(L/h),甲苯密度0.87(g/cm)^3,进料甲苯/(H)_2比为1/10(3)每小时获得产物苯和二甲苯总量为72.4(mol)(4)固定床反应器的直径为239(mm),催化剂床层高度为850(mm),催化剂堆密度为0.65(g/cm)^3。试计算:(1)原料进料质量空速、体积空速;(2)歧化反应产物苯、二甲苯产率;
用丝光沸石催化剂催化甲苯歧化的反应中,反应条件如下:
(1)反应压力为$2.5\text{MPa}$,反应温度为$450^\circ\text{C}$
(2)甲苯进料量$15\text{L/h}$,甲苯密度$0.87\text{g/cm}^3$,进料甲苯/$\text{H}_2$比为$1/10$
(3)每小时获得产物苯和二甲苯总量为$72.4\text{mol}$
(4)固定床反应器的直径为$239\text{mm}$,催化剂床层高度为$850\text{mm}$,催化剂堆密度为$0.65\text{g/cm}^3$。
试计算:
(1)原料进料质量空速、体积空速;
(2)歧化反应产物苯、二甲苯产率;
题目解答
答案
1. 催化剂床层体积:
\[ V_{\text{cat}} = \pi \times (11.95)^2 \times 85 \approx 38.13 \, \text{L} \]
催化剂质量:
\[ m_{\text{cat}} = 0.65 \times 38130.5 = 24.785 \, \text{kg} \]
质量空速:
\[ \text{WHSV} = \frac{13.05}{24.785} \approx 0.526 \, \text{h}^{-1} \]
体积空速:
\[ \text{VHSV} = \frac{15}{38.13} \approx 0.393 \, \text{h}^{-1} \]
2. 根据反应方程式:
\[ n_{\text{苯}} = n_{\text{二甲苯}} = 36.2 \, \text{mol/h} \]
苯的产率:
\[ Y_{\text{苯}} = \frac{36.2}{141.85} \approx 25.5\% \]
二甲苯的产率:
\[ Y_{\text{二甲苯}} = \frac{36.2}{141.85} \approx 25.5\% \]
答案:
(1) 质量空速 $ \text{WHSV} \approx 0.526 \, \text{h}^{-1} $,体积空速 $ \text{VHSV} \approx 0.393 \, \text{h}^{-1} $。
(2) 苯的产率约为25.5%,二甲苯的产率约为25.5%。