Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ШВЕЦ.docx
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
367.7 Кб
Скачать

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.