2013年化工工程師物料能量平衡試題及解析4

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　　1-5 在年生產(chǎn)1500 t乙苯脫氫制取苯乙烯裝置中，加入水蒸氣量為2.6 kg水蒸氣/kg苯乙烯，進入溫度650℃下乙苯轉(zhuǎn)化率為44.4%。苯乙烯收率為40%，其余副產(chǎn)為苯3%、甲苯5%、焦炭2%。裝置年工作日為300天，已知原料乙苯的純度為98%(質(zhì)量百分數(shù))，其余為甲苯。則反應(yīng)后氣體的產(chǎn)生總量為( )。

　　A.8.62 kg

　　B.8.35 kg

　　C.8.53 kg

　　D.7.676 kg

　　答案：1-5 C

　　C.答案正確。

　　化學(xué)反應(yīng)方程式

　　C6H5C2H5→C6H5CH=CH2+H2

　　106 104 2

　　C6H5C2H5+H2→C6H5CH3+CH4

　　106 2 92 16

　　C6H5C2H5→C6H6+C2H4

　　106 78 28

　　C6H5C2H5→7C+3H2+CH4

　　106 7×12 3×2 16

　　(1)每小時苯乙烯的產(chǎn)量為

　　每小時需要乙苯量為：

　　每小時轉(zhuǎn)化的乙苯的量：530×0.444=235.32kg/h=2.22 kmol/h

　　未反應(yīng)的乙苯量：530-235.3=294.7kg/h

　　每小時需要水蒸氣的量：530×2.6=1378kg

　　每小時需要工業(yè)原料乙苯量： ，甲苯量10.8 kg

　　(2)產(chǎn)物中各組分的量

　　苯乙烯：208.3 kg

　　甲苯：

　　苯量：2.22×0.03×78=5.23 kg

　　焦炭：2.22×0.02×7×12=3.72 kg

　　乙苯：294.7 kg

　　乙烯(氣)2.22×0.03×28=1.86 kg

　　甲烷(氣)(2.22×0.05+2.22×0.02)×16=2.49 kg

　　氫(氣)(2+2.22×0.02×3-2.22×0.02)×2=4.177 kg

　　氣體總量為1.86+2.49+4.177=8.53 kg

　　A.答案錯誤，B.答案錯誤，C.答案錯誤。3個答案均為計算過程中，沒有將全部生成的氣體計算完全。

　　A.答案少了一項氫與乙苯反應(yīng)生成甲苯和甲烷，所以答案為8.62 kg

　　B.答案為在乙苯分解為碳、氫和甲烷反應(yīng)中，計算為2.22×0.02

　　總氫量為(2+2.22×0.02-2.22×0.02)×2=4.0kg

　　氣體總量為8.35 kg

　　D.答案為甲烷氣體計算錯誤。

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