问题 填空题

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 HOCH2CH2CHOHOCH2CH2CH2OH

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。

 C2H4O2N2
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%
计算此时乙烯的转化率。

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+H2OCO+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?

答案

(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)

m(CO)=16.8 t   m(H2)="1.2t   " m(HOCH2CH2CHO) ="37" t

反应③中  HOCH2CH2CHO    ~     H2

74                     2

37t                  m(H2

m(H2)="1.2t   "

反应②、③中共需CO16.8 t、H22.4t。                                          

C + H2OCO + H2        CH4 + H2OCO + 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"                                     

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