
- •Предмет - Теория химических процессов Студент - Лебедев Антон Сергеевич (Бакалавр) Тема - Материальные балансы Задание - matbal24
- •2) Определить число независимых реакций, выбрать независимые реакции и ключевые вещества
- •3) Записать уравнения суммарных независимых реакций образования ключевых продуктов
- •5) Вычислить селективность процесса по формальдегиду.
- •Тема - Вывод кинетических уравнений Задание - kinet13
- •Тема - Вывод кинетических уравнений Задание - kinet45
- •Тема - Кинетика и механизм радикальных реакций Задание - rad08
Предмет - Теория химических процессов Студент - Лебедев Антон Сергеевич (Бакалавр) Тема - Материальные балансы Задание - matbal24
В реакторе протекают следующие реакции: СH3OH + 0,5 O2 CH2O + H2O СH3OH CH2O + H2 H2 + 0,5 O2 H2O CH2O + 0,5 O2 HCOOH CH2O + O2 CO2 + H2O HCOOH + 0,5 O2 CO2 + H2O
Требуется: 1) Составить стехиометрическую матрицу;
2) Определить число независимых реакций, выбрать независимые реакции и ключевые вещества;
3) Записать уравнения суммарных независимых реакций образования ключевых продуктов;
4) По суммарным реакциям рассчитать материальный баланс процесса, если в реактор подают 100 моль/час метанола, 40 моль/час кислорода (в виде воздуха с 21% кислорода и 79% азота) степень конверсии кислорода 100%, а выходы формальдегида, муравьиной кислоты и СО2 равны, соответственно 0.80, 0.01 и 0.09;
5) Вычислить селективность процесса по формальдегиду.
Составить таблицу материального баланса массовых и мольных потоков на входе и выходе из реактора.
Решение:
1) Составить стехиометрическую матрицу
-
Вещество
CH2O
H2
HCOOH
CO2
СH3OH
O2
H2O
Реакция
1
1
0
0
0
-1
-0,5
1
2
1
1
0
0
-1
0
0
3
0
-1
0
0
0
-0,5
1
4
-1
0
1
0
0
-0,5
0
5
-1
0
0
1
0
-1
1
6
0
0
-1
1
0
-0,5
1
2) Определить число независимых реакций, выбрать независимые реакции и ключевые вещества
Для определения ранга матрицы её необходимо привести к виду Гаусса
В результате получаем:
-
Вещество
CH2O
H2
HCOOH
CO2
СH3OH
O2
H2O
Реакция
1
1
1
0
0
-1
0
0
2
0
-1
0
0
0
-0,5
1
3
0
0
1
0
-1
-1
1
4
0
0
0
1
-1
-1,5
2
5
0
0
0
0
0
0
0
6
0
0
0
0
0
0
0
Вычисление ранга стехиометрической матрицы (r) дает значение r = 4, то есть в этой системе имеется четыре независимые реакции.