Каталитическая конверсия метана водяным паром

Равновесная степень превращения равна 0,8115.

Вывод: равновесная степень превращения метана xe=0,8115 ,степень конверсии a = 0,7 , данный процесс, возможно, провести в указанных условиях.

5. Составим материальный баланс.

>

Приход

Расход

Исходное вещество

m, кг

V,м3

Продукт

m, кг

V,м3

СН4

714,29

1000

СН4

214,29

300

N2

25,51

20,41

N2

25,51

20,41

Н2О

1607,14

2000

Н2О

1044,64

1300

     

СО

875

700

     

Н2

187,5

2100

Итого:

2346,94

3020,41

Итого:

2346,94

4420,41

5.1.Найдем количество поступающего метана (в час):

по закону эквивалентов

(кг)

Найдем количество конвертируемого метана:

V=0, 7×1000=700 (м3)

После реакции осталось:

m(СН4) = 714,29 – 500 = 214,29 (кг)

V(СН4)= 1000 – 700 = 300 (м3)

5.2. Найдем необходимое количество воды для осуществления реакции:

В промышленном производстве для осуществления процесса воду и метан берут в отношении 2:1. Исходя из этого условия рассчитаем количество поступающего водяного пара:

V = 2 × 1000 = 2000 (м3)

Не прореагировало водяного пара:

m(Н2О) = 1607,14 – 500 = 214,29 (кг)

V(Н2О) = 2000 – 700 = 300 (м3)

5.3. В реактор поступает :

Т.к. азот не участвует в химической реакции, то на выходе:

m = 25,51 (кг)

V = 20,41 (м3)

5.4. Найдем количество образовавшегося в ходе реакции СО:

5.5. Найдем количество образовавшегося водорода:

Вывод: . Материальный баланс сошелся.

6. Составим энергетический баланс:

Приход

кДж

%

Расход

кДж

%

Q(СН4)

675,87

4

Q(СН4)

1224,04

7,2

Q(N2)

10,16

0,06

Q(N2)

35,15

0,2

Q(Н2О)

1156,9

6,87

Q(Н2О)

4460,2

26,4

Qподв

15029,6

89,07

Q(СО)

1216,5

7,23

     

Q(Н2)

3420,87

20,24

     

Qх.р.

6515,8

38,62

Итого:

16872,53

100%

Итого:

16872,56

100%

6.1. Найдем тепло, которое поступает с исходными веществами – физическое тепло:

где T1 – температура на входе, (t1=105C); Ср – теплоемкость, будем считать, что теплоемкость зависит от температуры (п.2).

Реакция конверсии водяным паром сильно эндотермична, поэтому необходимо подогревать исходную реакционную смесь. В промышленности для подогрева системы используют природный газ, за счет сжигания которого выделяется необходимое количество тепла Q.

Страница:  1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 


Другие рефераты на тему «Химия»:

Поиск рефератов

Последние рефераты раздела

Copyright © 2010-2024 - www.refsru.com - рефераты, курсовые и дипломные работы