Рассчитайте практические расходные коэффициенты сырья, а также выход ацетальдегида, если при окислении 1,0 т 94 мас.% этанола было получено ...
Условие:
Рассчитайте практические расходные коэффициенты сырья, а также выход ацетальдегида, если при окислении 1,0 т 94 мас.% этанола было получено 700 кг ацетальдегида, содержащего 4 мас.% инертных примесей. Коэффициент избытка воздуха при окислении равен 1,6, массовая доля кислорода в воздухе 23,15 мас.%
Решение:
Для расчета практических расходных коэффициентов сырья и выхода ацетальдегида, мы можем использовать балансовые уравнения окисления этанола.
Сначала найдем количество этанола, которое было окислено. Масса этанола равна 1,0 тонне, а его содержание в смеси составляет 94 мас.%. Таким образом, масса этанола равна 1,0 т * 0,94 = 0,94 т.
Затем найдем количество ацетальдегида, которое было получено. Масса ацетальдегида составляет 700 кг, а его содержание в полученном продукте составляет 4 мас.%. Учитывая примеси, масса чистого ацетальдегида равна 700 кг * (1 - 0,04) = 672 кг.
Теперь рассчитаем количество кислорода, необходимое для полного окисления этанола. Массовая доля кислорода в воздухе составляет 23,15 мас.%. Таким образом, масса кислорода, необходимая для окисления этанола, равна 0,94 т * (1 + 1,6) * 0,2315 = 0,548 т.
Используя балансовое уравнение окисления этанола, мы можем установить соотношение между количеством этанола и ацетальдегида:
C2H5OH + O2 -> CH3CHO + H2O
1 моль этанола соответствует 1 моль ацетальдегида. Молярная масса этанола (C2H5OH) равна 46 г/моль, а молярная масса ацетальдегида (CH3CHO) равна 44 г/моль.
Таким образом, количество молей этанола равно массе этанола, деленной на его молярную массу:
Количество молей этанола = 0,94 т / 46 г/моль = 20,43 моль
Следовательно, количество молей ацетальдегида равно количеству молей этанола:
Количество молей ацетальдегида = 20,43 моль
Теперь мы можем рассчитать практические расходные коэффициенты сырья, используя количество молей ацетальдегида и массу ацетальдегида:
Практический расходный коэффициент этанола = количество молей этанола / масса ацетальдегида = 20,43 моль / 0,672 т = 30,44 моль/т
Практический расходный коэффициент кислорода = количество молей ацетальдегида / масса кислорода = 20,43 моль / 0,548 т = 37,34 моль/т
Таким образом, практические расходные коэффициенты сырья составляют 30,44 моль/т для этанола и 37,34 моль/т для кислорода.