2013年化工工程師物料能量平衡試題及解析1

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　　物料、能量平衡

　　1-2 在苯氯化生產(chǎn)氯苯過程中，已知：氯化塔每小時(shí)生產(chǎn)純氯苯800kg，從氯化塔出來的氯化液的組成為：C6H6 68%(質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，下同)、C6H5Cl 30%、C6H4Cl2 1.5%、HCl 0.5%。操作溫度82 ℃，進(jìn)料苯的純度為100%、氯氣純度為95%(體積百分?jǐn)?shù))。假定氯氣全部參與反應(yīng)，則排出氣體的質(zhì)量為( )。

　　A.278.07kg

　　B.294.67kg

　　C.291.4kg

　　D.308.0kg

　　答案：1-2 A

　　A.答案正確。

　　物料計(jì)算基準(zhǔn)為1小時(shí)，

　　反應(yīng)方程式：

　　相對(duì)分子質(zhì)量： 78 71 112.5 36.5

　　副反應(yīng)

　　78 2×71 147 2×36.5

　　(1)氯化液質(zhì)量的計(jì)算

　　已知氯化液中含800kg一氯化苯，質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為30%。所以氯化液的質(zhì)量為

　　氯化液中除氯苯外，其他組分的質(zhì)量為

　　C6H6：2667×0.68=1813.6kg

　　C6H4Cl2：2667×0.015=40kg

　　HCl：2667×0.005=13.33kg

　　(2)參與氯化反應(yīng)的物料的計(jì)算

　　反應(yīng)苯的量：主反應(yīng)和副反應(yīng)消耗苯量

　　消耗Cl2量為

　　生成HCl量為

　　(3)加料量的計(jì)算

　　加入苯的量為：1817+576=2393 kg

　　把氯氣純度體積分?jǐn)?shù)換算成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)(假定氯氣中惰性氣體為空氣，平均相對(duì)分子質(zhì)量為29)則

　　氯氣純度為：

　　加入氯氣量為：

　　其中惰性氣體為556-544=12 kg

　　(4)排出氣體的質(zhì)量計(jì)算

　　排出氣體的質(zhì)量為

　　279.4-13.33+12=278.07 kg

　　B.答案錯(cuò)誤。解法中，將氯氣純度體積百分?jǐn)?shù)沒有換算成質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

　　計(jì)算為：加入氯氣量

　　其中惰性氣體為572.6-544=28.6 kg

　　排出氣體的質(zhì)量為：279.4-13.33+28.6=294.67kg

　　C.答案錯(cuò)誤。計(jì)算過程中，在排出氣體中沒有減掉氯化液帶出的HCl量，即279.4+12=291.4 kg

　　D.答案錯(cuò)誤。錯(cuò)誤點(diǎn)與B.和C.相同，即：279.4+28.6=308.0kg

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