Составить материальный баланс реактора каталитического

окисления метанола в формальдегид. Содержание метанола в спирто-

воздушной смеси 15% об. Степень превращения метанола 70%. Расчет

вести на 1,5 т готового продукта.​

Добрый день! Давайте решим задачу о составлении материального баланса реактора каталитического окисления метанола в формальдегид.

Мы имеем спиртовоздушную смесь, в которой содержится 15% метанола по объему. Давайте сначала определим, сколько метанола находится в этой смеси.

Для этого мы можем использовать следующую формулу:
Количество метанола = Содержание метанола в смеси * Объем смеси

В данном случае, объем смеси нам неизвестен, но мы знаем, что масса готового продукта составляет 1,5 т. Таким образом, нам также понадобится молярная масса метанола, чтобы перейти от массы к объему.

Молярная масса метанола (CH3OH) составляет: 32 г/моль

Поэтому, чтобы рассчитать количество метанола в смеси, нам потребуется следующий шаг:

1. Рассчитаем количество вещества метанола в смеси (в молях) по формуле:
Количество вещества = Содержание вещества * Объем смеси / Молярная масса вещества

Ввиду того, что масса продукта составляет 1,5 тонны (т), а молярная масса метанола равна 32 г/моль, нам необходимо перевести массу продукта в граммы:
Масса продукта = 1,5 т * 1000 кг/т * 1000 г/кг = 1 500 000 г

Теперь мы можем рассчитать количество метанола в смеси:
Количество метанола = 15% * 1 500 000 г / 32 г/моль = 70 312,5 моль

2. Теперь, зная степень превращения метанола (70%), мы можем рассчитать количество метанола, который будет превращен в формальдегид.
Количество метанола после реакции = Количество метанола * Степень превращения

Количество метанола после реакции = 70 312,5 моль * 70% = 49 218,75 моль

3. Наконец, для составления материального баланса реактора, нам нужно вычислить количество готового продукта. Поскольку масса готового продукта составляет 1,5 т, нам необходимо рассчитать его количество в граммах:
Масса готового продукта = 1,5 т * 1000 кг/т * 1000 г/кг = 1 500 000 г

Теперь мы можем рассчитать количество формальдегида:
Количество формальдегида = Количество метанола после реакции * Молярная масса формальдегида

Молярная масса формальдегида (CH2O) составляет: 30 г/моль

Количество формальдегида = 49 218,75 моль * 30 г/моль = 1 476 562,5 г

Таким образом, материальный баланс реактора каталитического окисления метанола в формальдегид будет выглядеть следующим образом:

Входящие компоненты:
- метанол: 70 312,5 моль
- кислород (из воздуха)
- азот (из воздуха)

Выходящие компоненты:
- формальдегид: 1 476 562,5 г
- кислород (из воздуха, использованный для окисления метанола)
- азот (из воздуха)

Надеюсь, данное объяснение помогло вам понять, как составить материальный баланс реактора каталитического окисления метанола в формальдегид. Если у вас остались вопросы, не стесняйтесь задавать их. Я всегда готов помочь!