1,3―丙二醇是重要的化工原料,用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下:
CH2=CH2 HOCH2CH2CHO
HOCH2CH2CH2OH
⑴通过反应①用乙烯和空气混合气体制备,测得反应前和某一时刻气体的体积分数如下表。
C2H4 | O2 | N2 | ![]() | |
反应前体积分数 | 25.0% | 15.0% | 60.0% | 0 |
某一时刻体积分数 | 5.56% | 5.54% | 66.7% | 22.2% |
⑵某化工厂已购得乙烯14t,考虑到原料的充分利用,反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得:
C+H2OCO+H2 CH4+H2O
CO+3H2
假设在生产过程中,反应②中CO和H2、反应③中H2均过量20%,且反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。
计算至少需要焦炭、甲烷各多少吨,才能满足生产需要?
(1)80%(2)焦炭3.6t,甲烷4.8t。
⑴设反应前气体共有100L
则反应前V(C2H4)=100L×25.0%=25L,V(N2)=100L×60.0%=60L
因为N2的体积不发生变化,则此时气体的体积为60L÷66.7%=90L
V(C2H4)=90L×5.56%=5.00L
则此时乙烯的转化率=×100%="80.0% "
也可以这样求乙烯转化率:
⑵反应②中 C2H4 ~ CO ~ H2 ~ HOCH2CH2CHO
28 28 2 74
14t m(CO)× m(H2)×
m(HOCH2CH2CHO)
则m(CO)=16.8 t m(H2)="1.2t " m(HOCH2CH2CHO) ="37" t
反应③中 HOCH2CH2CHO ~ H2
74 2
37t m(H2)×
则m(H2)="1.2t "
反应②、③中共需CO16.8 t、H22.4t。
C + H2OCO + H2 CH4 + H2O
CO + 3H2
12 28 2 16 28 6
m(C) m(CH4)
得方程组=16.8 t 和
=2.4t
解得m(C)="3.6t " m(CH4)="4.8t"