Лабораторная работа №1
Массовый и мольный составы технологических потоков являются одними из фундаментальными характеристик последних. Хотя в принципе эти расчеты просты с точки зрения математики, при вычислениях они отнимают довольно много времени, особенно в случае многокомпонентных систем.
1 Тип задания Расчет технологического потока
Таблица 1.
-
№
п/п
Компонент
Моль. Масса
Mi
Кол-во
Gi
Состав
ni
mi
Масс%
Моль%
1
Водород
0
2
2
Метан
1
4
3
Этан
2
6
4
Пропан
3
8
5
Бутан
4
10
6
Изобутан
4
10
7
Цис-бутен-2
4
8
8
Транс-бутен-2
4
8
9
н-Пентен
5
12
10
изо-Пентен
5
12
11
н-Гексан
6
14
Формулы для расчета I-го типа задания.
Mi=niAc+miAn
здесь ni и mi – число атомов углерода и водорода в соединению
Ac=12.011, An=1.008
Масс%=(Gi|/Gi)100%
Mоль%=
Исходные данные берутся из таблицы 1.2
2 Тип задания
Часто необходимо пересчитать состав потока, выраженный в Моль% и состава потока, выраженного Масс%.
Например, известно количество потока G в кг и его мольный состав. Необходимо рассчитать массовый состав потока и количество получаемых компонентов.
Таблица 2.
-
№
п/п
Компонент
Моль. Масса
Mi
Состав
Масса компонента
Gi
Масс%
Моль%
1
Водород
2
Метан
3
Этан
4
Пропан
5
Бутан
6
Изобутан
7
н-Пентен
8
Изо-Пентен
9
н-Гексан
Формулы для расчета 2-го типа задания.
1.Mi=niAc+miAn
2.Масс%i=(Моль%*Мi)/∑(Моль%*Mi)*100%
3.Gi=(G*Масс%)/100
Исходные данные Моль% и G приведены в таблице 2а.
Исходные данные для расчета состава технологического потока.
Таблица 1а.
|
Компонент |
Количество компонента Gi в кг | ||||||||||||||
|
Вариант № | |||||||||||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 | |
|
Водород |
143 |
41 |
28 |
288 |
16 |
99 |
44 |
21 |
38 |
25 |
59 |
154 |
56 |
99 |
54 |
|
Метан |
246 |
1231 |
420 |
828 |
161 |
100 |
45 |
28 |
42 |
223 |
54 |
125 |
58 |
256 |
253 |
|
Этан |
38 |
438 |
498 |
26 |
33 |
218 |
29 |
36 |
44 |
65 |
21 |
65 |
25 |
32 |
108 |
|
Пропан |
420 |
231 |
638 |
36 |
433 |
128 |
28 |
128 |
80 |
55 |
245 |
87 |
12 |
365 |
87 |
|
Бутан |
438 |
321 |
636 |
46 |
88 |
821 |
33 |
431 |
91 |
69 |
89 |
54 |
108 |
45 |
69 |
|
Изобутан |
1250 |
123 |
58 |
55 |
98 |
921 |
36 |
499 |
126 |
89 |
87 |
25 |
165 |
87 |
56 |
|
Цис-бутен-2 |
246 |
613 |
59 |
65 |
128 |
1200 |
98 |
25 |
1366 |
88 |
111 |
63 |
25 |
25 |
110 |
|
Транс-бутен-2 |
198 |
136 |
63 |
155 |
213 |
188 |
1026 |
26 |
401 |
45 |
123 |
29 |
140 |
343 |
301 |
|
н-Пентен |
201 |
316 |
127 |
188 |
214 |
203 |
931 |
1011 |
409 |
24 |
65 |
98 |
98 |
56 |
57 |
|
изо-Пентен |
314 |
521 |
344 |
201 |
921 |
306 |
214 |
281 |
165 |
151 |
82 |
263 |
59 |
78 |
93 |
|
н-Гексан |
288 |
525 |
434 |
33 |
111 |
263 |
264 |
556 |
489 |
355 |
91 |
68 |
145 |
102 |
399 |
Таблица 2а.
|
компонент |
Мольный состав смеси | |||||||||||||||
|
Варианты № | ||||||||||||||||
|
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
31 | |
|
Водород |
0,60 |
0,62 |
8,00 |
19,11 |
26,11 |
11,03 |
8,64 |
7,56 |
17,58 |
7,31 |
16,36 |
12,65 |
9,32 |
5,29 |
6,23 |
8,89 |
|
Метан |
0,40 |
0,38 |
31,10 |
44,20 |
31,06 |
12,08 |
3,62 |
18,30 |
18,33 |
15,21 |
6,27 |
32,56 |
5,65 |
6,16 |
5,32 |
14,36 |
|
Этан |
1,00 |
1,15 |
1,38 |
2,80 |
2,33 |
14,40 |
4,16 |
2,11 |
21,11 |
5,52 |
13,14 |
7,24 |
4,56 |
28,36 |
6,45 |
5,23 |
|
Пропан |
8,00 |
7,85 |
2,36 |
3,60 |
11,88 |
15,81 |
28,13 |
2,11 |
0,80 |
31,20 |
6,36 |
6,12 |
14,00 |
23,54 |
9,98 |
23,39 |
|
Бутан |
18,50 |
18,25 |
3,44 |
6,41 |
2,44 |
2,33 |
14,11 |
2,11 |
0,60 |
2,30 |
25,12 |
8,32 |
17,48 |
4,32 |
10,20 |
18,71 |
|
Изобутан |
11,50 |
11,75 |
11,44 |
3,88 |
3,41 |
14,20 |
2,11 |
4,12 |
0,26 |
11,25 |
5,26 |
24,23 |
21,36 |
2,86 |
0,46 |
1,23 |
|
н-Пентен |
19,50 |
22,25 |
12,01 |
3,89 |
4,11 |
1,08 |
3,12 |
5,20 |
5,81 |
6,23 |
7,25 |
2,31 |
11,11 |
15,97 |
54,32 |
8,96 |
|
Изо-Пентен |
19,50 |
19,25 |
16,19 |
15,80 |
2,16 |
8,64 |
4,08 |
38,60 |
17,96 |
12,56 |
8,99 |
3,65 |
13,23 |
12,98 |
4,36 |
12,30 |
|
н-Гексан |
20,50 |
22,50 |
14,08 |
0,31 |
16,50 |
20,43 |
22,03 |
19,90 |
17,55 |
8,42 |
11,25 |
2,92 |
3,29 |
0,22 |
2,68 |
6,93 |
|
Общее кол-во смеси G в кг |
2646,6 |
34566,1 |
216,44 |
3488,3 |
4263,8 |
346,3 |
42160,9 |
5888,8 |
436,6 |
586,2 |
45687,3 |
65464,2 |
6546,3 |
3543,3 |
5486,4 |
6546,9 |
Контрольная проверка правильности ввода данных и расчетов:
Моль%i=100%
Gi=G
Масс%i=100%
|
|
|
Пример выполнения задания 2-го типа |
|
|
|
|
| |||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Aн= |
1,008 |
|
G= |
65832,1 |
|
|
|
|
|
|
|
Ac= |
12,011 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ n/n |
компонент
|
число атомов углеродов ni |
число атомов водорода mi |
Мольмасс Мi |
Молярная масса Mi |
состав |
Масса компонента Gi |
Gi/Mi |
Моль%*Мi | |
|
|
|
|
|
|
|
Масс% |
Моль% |
|
|
|
|
1 |
Водород |
0 |
2 |
5,49 |
2,016 |
29,57% |
52,70% |
3614,18229 |
1792,749 |
2,8934028 |
|
2 |
Метан |
1 |
4 |
16,94 |
16,043 |
35,38% |
20,44% |
11151,95774 |
695,1292 |
3,4617521 |
|
3 |
Этан |
2 |
6 |
7,65 |
30,07 |
3,85% |
4,92% |
5036,15565 |
167,4811 |
0,3766554 |
|
4 |
Пропан |
3 |
8 |
8,32 |
44,097 |
3,10% |
3,65% |
5477,23072 |
124,2087 |
0,3038032 |
|
5 |
Бутан |
4 |
10 |
9,99 |
58,124 |
3,40% |
3,33% |
6576,62679 |
113,1482 |
0,3322999 |
|
6 |
Изобутан |
4 |
10 |
19,36 |
58,124 |
12,75% |
6,45% |
12745,09456 |
219,2742 |
1,2479867 |
|
7 |
н-Пентан |
5 |
12 |
15,87 |
72,151 |
6,90% |
4,26% |
10447,55427 |
144,8012 |
0,6755636 |
|
8 |
изо-Пентан |
5 |
12 |
13,25 |
72,151 |
4,81% |
3,55% |
8722,75325 |
120,8958 |
0,4709167 |
|
9 |
н-Гексан |
6 |
14 |
3,13 |
86,178 |
0,22% |
0,70% |
2060,54473 |
23,91033 |
0,0220012 |
|
10 |
итого |
|
|
100 |
|
100,00% |
100,00% |
65832,1 |
3401,598 |
9,7843815 |
Рисунок 1