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文档简介
1、O4H2COO3OH2CHO2H2HCHOOOH2CH2223223 进入反响器的原料中，甲醇：空气：水蒸气进入反响器的原料中，甲醇：空气：水蒸气2：4：1.3摩尔比，反响后甲醇转化率达摩尔比，反响后甲醇转化率达72，甲醛的收率为，甲醛的收率为69.2。 计算计算1反响的选择率；反响的选择率；2反响器出口的气体组成。反响器出口的气体组成。1-1 银催化剂上进展甲醇氧化为甲醛的反响银催化剂上进展甲醇氧化为甲醛的反响反响器出口组成如下：反响器出口组成如下：CH3OH ：27.397(1-72%)=7.671molCH2O ：27.39769.2%=18.959molCO2： 27.39772%-1
2、8.959=0.767molH2O ：18.959+0.767 2+17.808=38.01molO2：11.468-18.959/2-1.5 0.767=0.838molN2：42.756mol组成组成物质的量物质的量ni0(mol)CH3OH27.397H2O17.808O211.468N242.756注：空气中注：空气中 O2占占20.93% N2占占78.03%解：解：1反响选择率反响选择率 S=Y/x=69.2%/72%=96.11%2设进入反响器的原料量为设进入反响器的原料量为100mol，反响器进料组成如下：，反响器进料组成如下：O4H2COO3OH2CHO2H2HCHOOOH2
3、CH2223223 组成组成物质的量物质的量ni(mol)摩尔分数摩尔分数yi(%)CH3OH7.6717.02HCHO18.95917.35CO20.7670.702H2O38.30135.04O20.8380.767N242.75639.12小计小计109.29211-2 甲醇合成过程中含有组分甲醇合成过程中含有组分CO、 CO2、H2、CH3OH、H2O、N2和和CH4。知反响器进口各组分的摩尔分数。知反响器进口各组分的摩尔分数yi0, i代表各组分。取代表各组分。取CO和和CO2加氢反响为关键反响，分别导加氢反响为关键反响，分别导出出: 1出口气体中关键组分摩尔分数为出口气体中关键组分
4、摩尔分数为yCO2和和yCO时；时； 2出口气体中关键组分摩尔分数为出口气体中关键组分摩尔分数为yCH3OH和和yCO2时时, 其他各组分摩尔分数的计算表达式。其他各组分摩尔分数的计算表达式。OHCOHCOOHOHCH3HCOOHCH2HCO222232232 (1)(2)(3)解：取解：取CO和和CO2加氢反响为关键反响，反响方程式为：加氢反响为关键反响，反响方程式为： 其中其中(2) (1) (3) ，故可取，故可取(1) 、(2) 或或(1) 、(3) 为关键为关键反响式。反响式。进口进口出口出口组分组分摩尔分率摩尔分率摩尔流量摩尔流量摩尔流量摩尔流量摩尔分率摩尔分率COCO2H2CH3
5、OHH2ON2CH4小计小计11(1) 出口气体中关键组分摩尔分数为出口气体中关键组分摩尔分数为yCO2和和yCO，取，取1、2反响。反响。0COy02COy02Hy02OHy02Ny04CHyCOy2COy2HyOHy22Ny4CHyOHCHy300COTyN002COTyN002HTyN002OHTyN002NTyN004CHTyN0TNCOTyN2COTyN)(3)(2222000000COTCOTCOTCOTHTyNyNyNyNyN 002NTyN004CHTyN)()(223000000COTCOTCOTCOTOHCHTyNyNyNyNyN 2220000COTCOTOHTyNyNy
6、N )(22200000COTCOTCOTCOTTTyNyNyNyNNN 03OHCHy003OHCHTyN00022221221COCOCOCOTTyyyyNN )(22200000COTCOTCOTCOTTTyNyNyNyNNN 由由可得可得00000000000000000000004224222222222222233222222221221221221221)(221(221)()(32)32(221221CHCOCOCOCOCHNCOCOCOCONCOCOCOCOOHCOCOOHCOCOCOCOCOCOOHCHOHCHCOCOCOCOHCOCOCOCOHyyyyyyyyyyyyyy
7、yyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy 进口进口出口出口组分组分摩尔分率摩尔分率摩尔流量摩尔流量摩尔流量摩尔流量摩尔分率摩尔分率COCO2H2CH3OHH2ON2CH4小计小计11(2) 出口气体中关键组分摩尔分数为出口气体中关键组分摩尔分数为yCH3OH 和和yCO20COy02COy02Hy02OHy02Ny04CHyCOy2COy2HyOHy22Ny4CHyOHCHy300COTyN002COTyN002HTyN002OHTyN002NTyN004CHTyN0TN2233000000)(COTCOTOHCHTOHCHTCOTyNyNyNyNyN 2COTyN)()(222332
8、000000COTCOTOHCHTOHCHTHTyNyNyNyNyN 002NTyN004CHTyNOHCHTyN32220000COTCOTOHTyNyNyN OHCHTOHCHTTTyNyNNN3322000 03OHCHy003OHCHTyN000000000000003344332223322223233323332322212121212121)()(212122121)2(OHCHOHCHCHCHOHCHOHCHNNCOOHCHOHCHCOOHOHCOOHCHCOOHCHCOOHCHOHCHCOCOOHCHOHCHOHCHCOOHCHHHyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy
9、yyyyyyyy OHCHTOHCHTTTyNyNNN3322000 00332121OHCHOHCHTTyyNN 得得OHOHCH3HCOOHCH2HCO232232 232210COOHCHTTyyNN 得得)21()21()21)()(21(2)21)(3443222322223232332220000000OHCHCHCHOHCHNNCOOHCHCOOHOHCOOHCHCOCOOHCHCOCOOHCHOHCHCOHHyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyyy 23220COTOHCHTTTyNyNNN 由由1-3 确定以下反响物系的独立反响数。确定以下反响物系的独立反响数。(1)C
10、O、CO2、H2、CH3OH、H2O、CH4、CH3OCH3、 C4H9OH、N2H、C、O、N(2) CO2、MgO、CaO、MgCO3、CaCO3 Ca、Mg、C、O解解(1)：写出原子矩阵：写出原子矩阵NOCHrccNOCHNOHNOH29433423222943342322 HC OCHCH CH OHOHCHCOCOH131 HC OCHCH CH OHOHCHHCOCOji2000000000110112100421011100532120012/1,2000000000110110210421010110106424200 NOCHccNOCHrrrNOCHrrOHNNOHNOH
11、OHCH HC OCHCH CH OHCOCOH94 HC OCHCH CH OHOHCHCOCOH432 HC OCHCH CH OHOHCHCOCOH233943342222294334232229433423220000010000311101001732100102532100011000000000311101000732110100532120012/1200000000031110100042101110053212001 由此可知，矩阵由此可知，矩阵ji的秩为的秩为4，而反响组分数为，而反响组分数为9，因此独立反响数等，因此独立反响数等于于945。 假设选定假设选定H2O、CH
12、4、 CH3OCH3 、 C4H9OH、 CH3OH为关键组为关键组分分,5个独立反响的各计量系数向量可表示为：个独立反响的各计量系数向量可表示为： TTTTT1 , 0 , 0 , 0 , 0 ,0 , 1 , 0 , 0 , 0 ,0 , 0 , 1 , 0 , 0,0 , 0 , 0 , 1 , 0 ,0 , 0 , 0 , 0 , 1 ,453525155443424144433323133423222122413121111 01000001000001000001000001000001000031110100173210010253210001454443424135343332
13、3125242322211514131211OHCH HC OCHCH CH OHCOCOH3943342222 NOCHOHN可得出能够的反响方程式为：可得出能够的反响方程式为：010000010000010000010000010000010000311101001732100102532100014544434241353433323125242322211514131211OHCH HC OCHCH CH OHCOCOH3943342222 NOCHOHNOHCHCOHOHHCCOCOHOCHCHCOCOHCHCOCOHOHCOCOH32942233224222223753322 OC
14、rrrrrrMgCaOCMgCa 00000101000101011001)2(,33112110010101010100123413CaCOMgCOCaOMgO2COji33 解解(2)：写出原子矩阵：写出原子矩阵 TT1 , 0 ,0 , 1 ,32221213121111 100100000101000101011001323122211211CaCOMgCOCaOMgO2CO33 可得出能够的反响方程式为：可得出能够的反响方程式为：-1 -1 0 0 1CO2+MgO = MgCO3-1 0 -1 0 1CO2+ CaO = CaCO3 由此可知，矩阵由此可知，矩阵ji的秩为的秩为3，而反响组分数为，而反响组分数为5，因此独立反响数等，因此独立反响数等于于532。 假设选定假设选定MgCO3和和CaCO3为关键组分为关键组分,两个独立反响的各计量系数向两个独立反响的各计量系数向量可表示为：量可表示为：;AAVAWARdNdNk fkfdVdW证证明明(1)(1)：AARbbRbWARbRi
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