题目
丙烯由丙烷在催化反应器中脱氢生成,其反应式为:(C)_3(H)_8arrow(C)_3(H)_6+(H)_2。丙烷的总转化率为95%。离开反应器的产物经分离器分成产品P和循环物料R。产品中含有(C)_3(H)_8、(C)_3(H)_6及(H)_2,其中(C)_3(H)_8的量为反应器混合物中未反应(C)_3(H)_8的0.5%。循环物料中含有(C)_3(H)_8和(C)_3(H)_6,其中(C)_3(H)_6的量是产品物料中(C)_3(H)_6的5%。试计算(1)产品和循环物料组成;(2)单程转化率。
丙烯由丙烷在催化反应器中脱氢生成,其反应式为:$\text{C}_3\text{H}_8\rightarrow\text{C}_3\text{H}_6+\text{H}_2$。丙烷的总转化率为$95\%$。离开反应器的产物经分离器分成产品P和循环物料R。产品中含有$\text{C}_3\text{H}_8$、$\text{C}_3\text{H}_6$及$\text{H}_2$,其中$\text{C}_3\text{H}_8$的量为反应器混合物中未反应$\text{C}_3\text{H}_8$的$0.5\%$。循环物料中含有$\text{C}_3\text{H}_8$和$\text{C}_3\text{H}_6$,其中$\text{C}_3\text{H}_6$的量是产品物料中$\text{C}_3\text{H}_6$的$5\%$。试计算(1)产品和循环物料组成;(2)单程转化率。
题目解答
答案
设进入反应器的C₃H₈为100 mol,总转化率95%。
- 反应器出口:C₃H₈ = 5 mol,C₃H₆ = 95 mol,H₂ = 95 mol。
- 产品P:C₃H₈ = 0.025 mol,C₃H₆ = 90.476 mol,H₂ = 95 mol。
- 循环物料R:C₃H₈ = 4.975 mol,C₃H₆ = 4.524 mol。
- 单程转化率:
\[
X_{\text{single}} = \frac{95}{100 + 4.975} \approx 90.5\%
\]
最终结果:
1. P中:C₃H₈ ≈ 0.0135%,C₃H₆ ≈ 48.8%,H₂ ≈ 51.2%。
2. R中:C₃H₈ ≈ 52.4%,C₃H₆ ≈ 47.6%。
3. 单程转化率 ≈ 90.5%。