Question

Рассчитать расход водяного пара и природного газа,

содержащего 76% метана, в производстве 1470 кг аммиака. Степень

превращения СН4 – 81%, выход водорода составляет 70% от

теоретически возможного, а выход готового продукта 81% от

теоретически возможного.​

Answer 1

Для решения данной задачи, нам необходимо использовать стехиометрические соотношения. Начнем с записи уравнения реакции, которая происходит при производстве аммиака:

CH4 + 3H2O -> CO2 + 4H2

Судя по уравнению, каждая молекула метана (CH4) требует 3 молекул воды (H2O). Таким образом, если известно количество метана, то количество воды можно рассчитать по формуле:

Количество воды = количество метана * 3

Количество метана в аммиаке можно рассчитать следующим образом:

Количество метана = масса аммиака * содержание метана (в данном случае 76%)

Подставим известные значения и рассчитаем количество метана:

Количество метана = 1470 кг * 0.76 = 1117.2 кг метана

Теперь можем рассчитать количество воды:

Количество воды = 1117.2 кг метана * 3 = 3351.6 кг воды

Теперь рассмотрим выход водорода и готового продукта. Выход водорода составляет 70% от теоретически возможного. Это означает, что процент выхода водорода равен 70%:

Процент выхода водорода = 70%

Аналогично, выход готового продукта составляет 81% от теоретически возможного:

Процент выхода готового продукта = 81%

Теоретически возможное количество водорода можно рассчитать, зная количество метана и учитывая, что для каждой молекулы метана требуется 4 молекулы водорода:

Количество теоретически возможного водорода = количество метана * 4

Подставим известные значения и рассчитаем количество теоретически возможного водорода:

Количество теоретически возможного водорода = 1117.2 кг метана * 4 = 4468.8 кг водорода

Теперь можем рассчитать фактический выход водорода:

Выход водорода = количество теоретически возможного водорода * (процент выхода водорода / 100)

Подставим известные значения и рассчитаем фактический выход водорода:

Выход водорода = 4468.8 кг * (70 / 100) = 3127.16 кг водорода

Наконец, можем рассчитать расход водяного пара:

Расход водяного пара = масса воды + масса водорода

Подставим известные значения и рассчитаем расход водяного пара:

Расход водяного пара = 3351.6 кг воды + 3127.16 кг водорода = 6478.76 кг

Таким образом, расход водяного пара и природного газа, содержащего 76% метана, в производстве 1470 кг аммиака, составляет 6478.76 кг.