Расчет процесса конверсии
4. Найдем константу равновесия:
DG°=-RTlnKp
Kp = exp(-DG°/RT)
Kp=exp(-(-62058,71/8,31×1173))=582,04
4.1. Рассчитаем равновесную степень превращения метана. При температуре от 827°С и составе исходной смеси СН4 : Н2О = 1 : 2 необходимо проводить процесс при абсолютном давлении 10 атм.
СН4 + Н2О ® СО + 3Н2
т.к. водяной пар в избытке, то РН2О = 2РСН4
Робщ = РСН4 + 2РСН4= 3РСН4
РСН4 = Робщ/3 = 10/3 атм.
При равновесии:
xe = 0,8115 и xe = - 2,29
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)
Смотрите также
Влияние кислорода на воду, безалкогольные напитки
...
Что такое вода
...
Сталь и чугун
...