Question

При термоокислительном крекинге метана (с целью получения ацетилена) смесь газов имеет состав [% (об.)]: С2Н2 — 8,5; Н2--57,0; СО — 25,3; С02 —3,7; С2Н4--0,5; СН4 — 4,0; Аг — 1,0. Определить количество метана, которое нужно подвергнуть крекингу, чтобы из отходов крекинга после отделения ацетилена получить 1 т метанола: СО + 2Н2 = СН3ОН. По практическим данным из 1 т исходного метана получается после выделения С2Н2 1160 кг смеси газов.

Answer 1

1 моль (22.4 л) смеси до удаления C2H2 будет иметь массу 26*0.085+2*0.57+28*0.253+44*0.037+28*0.005+16*0.04+40*0.01 = 13.242 г;

n C в 1 моль смеси = 2*0.085+1*0.253+1*0.037+2*0.005+1*0.04 = 0.51 моль, т.е. n CH4, взятого для крекинга = 0.51 моль;

т.о. если из 0.51 моль CH4 после отд-ия C2H2 пол-я 13.242-26*0.085 = 11.032 г смеси газов, то из (1/16)*10^6 = 62500 моль CH4 должно пол-я 11.032*(62500/0.51) = 1351960.78 г или 1351.96078 кг смеси газов;

практический выход составляет 1160/1351.96 = 0.858 или 85.8%;

для пол-я CH3OH CO и H2 дожны находиться в мольном соот-и 1:2, а в смеси после крекинга (до либо после удаления C2H2 - не принц-о) их мольное соот-е = 57/25.3 = 2.253:1, т.е. H2 в избытке;

1 т или (1/32)*10^6 = 31250 моль CH3OH будет пол-о из 31250 моль CO, а 31250 моль CO - из 31250*(0.51/0.253) = 62994 моль CH4;

с учетом практического выхода необходимо взять 62994/0.858 = 73419.58 моль CH4 или 73419.58*22.4 = 1644598.6 л или 1644.6 м^3 CH4.