注冊化工工程師答疑精選(11)
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第一章 物料、能量平衡
1-2 在苯氯化生產氯苯過程中，已知：氯化塔每小時生產純氯苯800kg，從氯化塔出來的氯化液的組成為：C6H6 68%(質量百分數，下同)、C6H5Cl 30%、C6H4Cl2 1.5%、HCl 0.5%。操作溫度82 ℃，進料苯的純度為100%、氯氣純度為95%(體積百分數)。假定氯氣全部參與反應，則排出氣體的質量為( )。
A.278.07kg
B.294.67kg
C.291.4kg
D.308.0kg
答案：1-2 A
A.答案正確。
物料計算基準為1小時，
反應方程式：
相對分子質量： 78 71 112.5 36.5
副反應
78 2×71 147 2×36.5
(1)氯化液質量的計算
已知氯化液中含800kg一氯化苯，質量百分數為30%。所以氯化液的質量為
氯化液中除氯苯外，其他組分的質量為
C6H6：2667×0.68=1813.6kg
C6H4Cl2：2667×0.015=40kg
HCl：2667×0.005=13.33kg
(2)參與氯化反應的物料的計算
反應苯的量：主反應和副反應消耗苯量
消耗Cl2量為
生成HCl量為
(3)加料量的計算
加入苯的量為：1817+576=2393 kg
把氯氣純度體積分數換算成質量百分數(假定氯氣中惰性氣體為空氣，平均相對分子質量為29)則
氯氣純度為：
加入氯氣量為：
其中惰性氣體為556-544=12 kg
(4)排出氣體的質量計算
排出氣體的質量為
279.4-13.33+12=278.07 kg
B.答案錯誤。解法中，將氯氣純度體積百分數沒有換算成質量百分數。
計算為：加入氯氣量
其中惰性氣體為572.6-544=28.6 kg
排出氣體的質量為：279.4-13.33+28.6=294.67kg
C.答案錯誤。計算過程中，在排出氣體中沒有減掉氯化液帶出的HCl量，即279.4+12=291.4 kg
D.答案錯誤。錯誤點與B.和C.相同，即：279.4+28.6=308.0kg
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