Материальный баланс 2 ступени конверсии метана

Расчет материального баланса 2 ступени конверсии ведем по реакции СН₄ + 0,5О₂ CO + 2H₂ + 35,6 кДж. (6.8).

Используя закон сохранения массы и энергии (формула 6.6), найдем массу кислорода необходимого для реакции.

m (O₂)=208.71 • =208.71 кг.

Зная, что воздуха по условию подают с избытком 1,25 (пункт 3), мы найдем массу кислорода подаваемого с избытком.

m (O₂)=208.71 • 1,25=260,89 кг.

Зная степень конверсии (пункт 3) найдем массу прореагировавших кислорода и метана (формула 6.5):

m (O₂)=208.71 •0,95=198,27 кг,.

m (СН₄)=208,71 • 0,95=198,27 кг.

Зная массу прореагировавших веществ, мы можем найти массу продуктов реакции, то есть водород и угарный газ (формула 6.6):

m (Н₂)=198,27 • =49,56 кг,.

m (СО)=198,27 • =346,97 кг.

Теперь найдем массу непрореагировавших метана и кислорода (формула 6.7):

m (O₂)=260,89 198,27 =62,62 кг,.

m (СН₄)=208,71 198,27=10,51 кг.

Зная массу поступившего кислорода (с избытком) и зная то что в воздухе содержится 23,3% (по массе) кислорода мы можем найти массу всего воздуха.

m (воз)=260,89 • =1119,70 кг.

В воздухе по мимо кислорода есть азот, который так же поступает с воздухом.

m (N₂)=1119.70 260.89=858.81 кг.

Поскольку азот в реакции не учувствует, то мы переносим его без изменений в расход. Так как и в 1 и во второй ступени в расходе у нас имеются подобные вещества, к примеру водород с 1 ступени конверсии и водород со второй ступени, то мы сложим их массы и найдем общую массу которую запишем в расход:

m (H_{2 общ})=182.61+49,56=232,17 кг,.

m (СО _общ)=852,19+346,97=1199,16 кг,.

m (N_{2 общ})=224,84+858,81=1083,65 кг.

Таблица 5.2.

Материальный баланс 2 ступени конверсии метана.