注冊化工工程師答疑精選(13)
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1-5 在年生產1500 t乙苯脫氫制取苯乙烯裝置中，加入水蒸氣量為2.6 kg水蒸氣/kg苯乙烯，進入溫度650℃下乙苯轉化率為44.4%。苯乙烯收率為40%，其余副產為苯3%、甲苯5%、焦炭2%。裝置年工作日為300天，已知原料乙苯的純度為98%(質量百分數)，其余為甲苯。則反應后氣體的產生總量為( )。
A.8.62 kg
B.8.35 kg
C.8.53 kg
D.7.676 kg
答案：1-5 C
C.答案正確。
化學反應方程式
C6H5C2H5→C6H5CH=CH2+H2
106 104 2
C6H5C2H5+H2→C6H5CH3+CH4
106 2 92 16
C6H5C2H5→C6H6+C2H4
106 78 28
C6H5C2H5→7C+3H2+CH4
106 7×12 3×2 16
(1)每小時苯乙烯的產量為
每小時需要乙苯量為：
每小時轉化的乙苯的量：530×0.444=235.32kg/h=2.22 kmol/h
未反應的乙苯量：530-235.3=294.7kg/h
每小時需要水蒸氣的量：530×2.6=1378kg
每小時需要工業原料乙苯量： ，甲苯量10.8 kg
(2)產物中各組分的量
苯乙烯：208.3 kg
甲苯：
苯量：2.22×0.03×78=5.23 kg
焦炭：2.22×0.02×7×12=3.72 kg
乙苯：294.7 kg
乙烯(氣)2.22×0.03×28=1.86 kg
甲烷(氣)(2.22×0.05+2.22×0.02)×16=2.49 kg
氫(氣)(2+2.22×0.02×3-2.22×0.02)×2=4.177 kg
氣體總量為1.86+2.49+4.177=8.53 kg
A.答案錯誤，B.答案錯誤，C.答案錯誤。3個答案均為計算過程中，沒有將全部生成的氣體計算完全。
A.答案少了一項氫與乙苯反應生成甲苯和甲烷，所以答案為8.62 kg
B.答案為在乙苯分解為碳、氫和甲烷反應中，計算為2.22×0.02
總氫量為(2+2.22×0.02-2.22×0.02)×2=4.0kg
氣體總量為8.35 kg
D.答案為甲烷氣體計算錯誤。
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