Состав исходной смеси (мольные доли): Температура на входе первой полки, К Объём первой полки, м 3 Равновесная степень превращения Температура на входе первой полки, К Объем первой полки, м 3 Расход смеси, м³/ч 12 CO-0,22 H2O-0,55 CO2-0,05 H2-0,08 CH4- остальное 600 4 0,807 550 5 60000 Конверсию СО водяным паром проводят в двухполочном реакторе полного смешения с теплообменом между полками. Состав исходной смеси (об.доли): СО – 0.22; Н2О – 0.55; СО2 – 0.05; Н2 – 0.08; остальное СН4. (Решение → 28291)

Заказ №38761

Состав исходной смеси (мольные доли): Температура на входе первой полки, К Объём первой полки, м 3 Равновесная степень превращения Температура на входе первой полки, К Объем первой полки, м 3 Расход смеси, м³/ч 12 CO-0,22 H2O-0,55 CO2-0,05 H2-0,08 CH4- остальное 600 4 0,807 550 5 60000 Конверсию СО водяным паром проводят в двухполочном реакторе полного смешения с теплообменом между полками. Состав исходной смеси (об.доли): СО – 0.22; Н2О – 0.55; СО2 – 0.05; Н2 – 0.08; остальное СН4. Зависимость константы скорости реакции от температуры: К = 9000 22.4 ·е 60000 8.31 ∙( 1 498 − 1 Т) моль СО/с·м 3 Зависимость константы равновесия от температуры: Кр = 10 2485.5 Т + 1.565·𝑙𝑔𝑇−0.066·10−3 ∙𝑇− 0.207∙105 𝑇2 − 6.946 Кинетическое уравнение: U = K·P·(𝑍(𝐶𝑂) − 𝑍(𝐶𝑂2) · 𝑍(𝐻2) 𝐾𝑝∙𝑍(𝐻2𝑂) моль CO/c·м 3 Расход исходной смеси 60000 м3 /ч Давление в реакторе 1 атм Температура реакционной смеси на входе первой полки 600 К Объём первой полки 4 м3 Температура реакционной смеси на выходе первой полки 550 К Объём первой полки 5 м3 Равновесная степень превращения составляет 0.807 Рассчитать суммарную производительность по водороду.

Решение:

1. Рассчитываем изменение энтальпии реакционной смеси при температуре 298 К: ΔН°298 = 1·(-393.51) + 1·0 - 1·(-110.53) - 1·(-241.81) = - 41.17 (кДж) 2. Определяем удельный тепловой эффект реакции в расчете на 1 моль оксида углерода: q = - −41.17 1 = 41.17 (кДж/моль СO) Число 1 показывает молекулярность вещества, относительно которого определяется удельный тепловой эффект реакции. 3. Рассчитываем среднюю молярную изобарную теплоемкость реакционной смеси на входе в реактор при температуре 298.15 К: Ср = 0.22·29.14 + 0.55·35.61 + 0.05·37.11 + 0.08·28.83 + 0.1·35.71 = 33.73 (Дж/моль·К) 4. Рассчитываем адиабатический коэффициент: λ = 41.17∙1000∙0.22 33.73 = 268.53 (К) 5. Находим степень превращения Х(СО) на выходе с первой полки реактора с использованием метода половинного деления. Для этого составляем функцию, зависящую от степени превращения СО, на основании уравнения материального баланса реактора полного смешения: F(x) = 22.4·10-3 ·U(600,X)·4 - 60000 3600 ·0.22·X, где F(x) – целевая функция; U(600,X) – скорость процесса при температуре на входе на первую полку 600К; 4 – объём первой полки, м3 ; 60000 м3 /ч – объёмный расход реакционной смеси при нормальных условиях; 0.22 – мольная доля СО на входе в реактор. Границы поиска степени превращения: Нижний предел – 0 Верхний предел – 0.807 Определяем значение функции F(x) на нижней границе отрезка: Х = 0; температура в реакторе Т = 600 + 181·0 = 600 (К) Константа скорости процесса при температуре 600 К: К = 9000 22.4 ·е 60000 8.31 ∙( 1 498 − 1 600) = 401.79·е 2.46 = 4700.9 моль СО/с·м3

Состав исходной смеси (мольные доли): Температура на входе первой полки, К Объём первой полки, м 3 Равновесная степень превращения Температура на входе первой полки, К Объем первой полки, м 3 Расход смеси, м³/ч 12 CO-0,22 H2O-0,55 CO2-0,05 H2-0,08 CH4- остальное 600 4 0,807 550 5 60000 Конверсию СО водяным паром проводят в двухполочном реакторе полного смешения с теплообменом между полками. Состав исходной смеси (об.доли): СО – 0.22; Н2О – 0.55; СО2 – 0.05; Н2 – 0.08; остальное СН4.

Состав исходной смеси (мольные доли): Температура на входе первой полки, К Объём первой полки, м 3 Равновесная степень превращения Температура на входе первой полки, К Объем первой полки, м 3 Расход смеси, м³/ч 12 CO-0,22 H2O-0,55 CO2-0,05 H2-0,08 CH4- остальное 600 4 0,807 550 5 60000 Конверсию СО водяным паром проводят в двухполочном реакторе полного смешения с теплообменом между полками. Состав исходной смеси (об.доли): СО – 0.22; Н2О – 0.55; СО2 – 0.05; Н2 – 0.08; остальное СН4.

Состав исходной смеси (мольные доли): Температура на входе первой полки, К Объём первой полки, м 3 Равновесная степень превращения Температура на входе первой полки, К Объем первой полки, м 3 Расход смеси, м³/ч 12 CO-0,22 H2O-0,55 CO2-0,05 H2-0,08 CH4- остальное 600 4 0,807 550 5 60000 Конверсию СО водяным паром проводят в двухполочном реакторе полного смешения с теплообменом между полками. Состав исходной смеси (об.доли): СО – 0.22; Н2О – 0.55; СО2 – 0.05; Н2 – 0.08; остальное СН4.

Состав исходной смеси (мольные доли): Температура на входе первой полки, К Объём первой полки, м 3 Равновесная степень превращения Температура на входе первой полки, К Объем первой полки, м 3 Расход смеси, м³/ч 12 CO-0,22 H2O-0,55 CO2-0,05 H2-0,08 CH4- остальное 600 4 0,807 550 5 60000 Конверсию СО водяным паром проводят в двухполочном реакторе полного смешения с теплообменом между полками. Состав исходной смеси (об.доли): СО – 0.22; Н2О – 0.55; СО2 – 0.05; Н2 – 0.08; остальное СН4.

Состав исходной смеси (мольные доли): Температура на входе первой полки, К Объём первой полки, м 3 Равновесная степень превращения Температура на входе первой полки, К Объем первой полки, м 3 Расход смеси, м³/ч 12 CO-0,22 H2O-0,55 CO2-0,05 H2-0,08 CH4- остальное 600 4 0,807 550 5 60000 Конверсию СО водяным паром проводят в двухполочном реакторе полного смешения с теплообменом между полками. Состав исходной смеси (об.доли): СО – 0.22; Н2О – 0.55; СО2 – 0.05; Н2 – 0.08; остальное СН4.

 

Состав исходной смеси (мольные доли): Температура на входе первой полки, К Объём первой полки, м 3 Равновесная степень превращения Температура на входе первой полки, К Объем первой полки, м 3 Расход смеси, м³/ч 12 CO-0,22 H2O-0,55 CO2-0,05 H2-0,08 CH4- остальное 600 4 0,807 550 5 60000 Конверсию СО водяным паром проводят в двухполочном реакторе полного смешения с теплообменом между полками. Состав исходной смеси (об.доли): СО – 0.22; Н2О – 0.55; СО2 – 0.05; Н2 – 0.08; остальное СН4.

Состав исходной смеси (мольные доли): Температура на входе первой полки, К Объём первой полки, м 3 Равновесная степень превращения Температура на входе первой полки, К Объем первой полки, м 3 Расход смеси, м³/ч 12 CO-0,22 H2O-0,55 CO2-0,05 H2-0,08 CH4- остальное 600 4 0,807 550 5 60000 Конверсию СО водяным паром проводят в двухполочном реакторе полного смешения с теплообменом между полками. Состав исходной смеси (об.доли): СО – 0.22; Н2О – 0.55; СО2 – 0.05; Н2 – 0.08; остальное СН4.