反应工程_第二版___李绍芬_主编_课后答案详解.pdf

1 绪 论 1.1 在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应： 2CH OH  O  2HCHO  2H O 3 2 2 2CH OH  3O  2CO  4H O 3 2 2 2 进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3 （摩尔比），反应 后甲醇的转化率达 72%，甲醛的收率为69.2%。试计算 （1） （1） 反应的选择性； （2） （2） 反应器出口气体的组成。 解：（1）由 （1.7）式得反应的选择性为： Y 0.629 S 0.9611 96.11% X 0.720 （2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3 （摩尔比）， 当进入反应器的总原料量为 100mol 时，则反应器的进料组成为 组分 摩尔分率 y 摩尔数 n (mol) i0 i0 CH OH 2/ （2+4+1.3）=0.2740 27.40 3 空气 4/ （2+4+1.3）=0.5479 54.79 水 1.3/ （2+4+1.3）=0.1781 17.81 总计 1.000 100.0 设甲醇的转化率为 X ，甲醛的收率为 Y ，根据 （1.3）和 （1.5）式可得反应器 A P 出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n 、n 和 n 分别为： A P c n =n (1-X )=7.672 mol A A0 A n =n Y =18.96 mol P A0 P n =n (X -Y )=0.7672 mol C A0 A P 结合上述反应的化学计量式，水 （n ）、氧气 （n ）和氮气 （n ）的摩尔数分别为： W O N n =n +n +2n =38.30 mol W W0 P C n =n -1/2n -3/2n =0.8788 mol