Дано:
- Производительность этанола = 2400 кг/ч
- Подача парогазовой смеси = 50000 кг/ч
- Массовое соотношение водяной пар : этилен = 0.4 : 1
- Селективность по этанолу = 94.8%
Найти:
Степень конверсии этилена.
Решение:
1. Найдем массу воды и этилена в поступающей парогазовой смеси:
Масса воды = 50000 кг * 0.4 / (0.4 + 1) = 16666.67 кг/ч
Масса этилена = 50000 кг - 16666.67 кг = 33333.33 кг/ч
2. Рассчитаем количество преобразованного этилена в этанол:
Из уравнения реакции гидратации этилена известно, что каждый моль этилена превращается в один моль этанола.
Молярная масса C2H4 = 28 g/mol, C2H5OH = 46 g/mol
3. Найдем количество молей этанола, полученного из этилена:
Количество молей C2H4 = 33333.33 кг / 28 g/mol = 1190.48 моль
Количество молей C2H5OH = 2400 кг / 46 g/mol = 52.17 моль
4. Рассчитаем степень конверсии этилена:
Степень конверсии = (Количество молей C2H4 - Количество молей C2H5OH) / Количество молей C2H4 * 100%
Степень конверсии = (1190.48 - 52.17) / 1190.48 * 100% ≈ 95.6%
Ответ:
Степень конверсии этилена при процессе гидратации равна примерно 95.6%.