Условие:
На конверсию поступает 1000 м3/ч смеси углеводородов следующего состава (об. %): СН4 – 57,0, С2Н4 – 3,8, С2Н6 – 22,8, С3Н6 – 3,2, С3Н8 – 6,4, Н2 – 6,8. Степень превращения метана составляет 98,65 %, степень превращения СО – 39,91 %. Остальные углеводороды конвертируется полностью. Соотношение «пар : газ» в исходном газе составляет 4:1. Определить соотношение «пар : газ» после конверсии.
Решение:
Для решения задачи необходимо провести несколько шагов, чтобы определить соотношение «пар : газ» ...
Исходя из данных, у нас есть 1000 м³/ч смеси углеводородов с указанным составом: - СН4 – 57,0% - С2Н4 – 3,8% - С2Н6 – 22,8% - С3Н6 – 3,2% - С3Н8 – 6,4% - Н2 – 6,8% Теперь рассчитаем объем каждого компонента в смеси: - Объем СН4: \( 1000 \, \text{м}^3/ч \times 0,57 = 570 \, \text{м}^3/ч \) - Объем С2Н4: \( 1000 \, \text{м}^3/ч \times 0,038 = 38 \, \text{м}^3/ч \) - Объем С2Н6: \( 1000 \, \text{м}^3/ч \times 0,228 = 228 \, \text{м}^3/ч \) - Объем С3Н6: \( 1000 \, \text{м}^3/ч \times 0,032 = 32 \, \text{м}^3/ч \) - Объем С3Н8: \( 1000 \, \text{м}^3/ч \times 0,064 = 64 \, \text{м}^3/ч \) - Объем Н2: \( 1000 \, \text{м}^3/ч \times 0,068 = 68 \, \text{м}^3/ч \) Согласно условиям задачи, метан (СН4) имеет степень превращения 98,65%, а остальные углеводороды конвертируются полностью. Рассчитаем объемы после конверсии: - Объем СН4 после конверсии: \[ 570 \, \text{м}^3/ч \times (1 - 0,9865) = 570 \, \text{м}^3/ч \times 0,0135 \approx 7,7 \, \text{м}^3/ч \] - Объем С2Н4 после конверсии: \[ 38 \, \text{м}^3/ч \times (1 - 1) = 0 \, \text{м}^3/ч \] - Объем С2Н6 после конверсии: \[ 228 \, \text{м}^3/ч \times (1 - 1) = 0 \, \text{м}^3/ч \] - Объем С3Н6 после конверсии: \[ 32 \, \text{м}^3/ч \times (1 - 1) = 0 \, \text{м}^3/ч \] - Объем С3Н8 после конверсии: \[ 64 \, \text{м}^3/ч \times (1 - 1) = 0 \, \text{м}^3/ч \] - Объем Н2 после конверсии: \[ 68 \, \text{м}^3/ч \times (1 - 1) = 0 \, \text{м}^3/ч \] Теперь мы можем определить общий объем газов после конверсии: - Объем оставшегося СН4: 7,7 м³/ч - Объем оставшихся углеводородов: 0 м³/ч (все конвертировались) - Объем Н2: 0 м³/ч Итак, общий объем газов после конверсии: \[ 7,7 \, \text{м}^3/ч + 0 + 0 = 7,7 \, \text{м}^3/ч \] Исходное соотношение «пар : газ» было 4:1, что означает, что на каждые 4 части пара приходилась 1 часть газа. Объем пара в исходной смеси: \[ \text{Объем пара} = \frac{1000 \, \text{м}^3/ч}{5} \times 4 = 800 \, \text{м}^3/ч \] Объем газа в исходной смеси: \[ \text{Объем газа} = \frac{1000 \, \text{м}^3/ч}{5} \times 1 = 200 \, \text{м}^3/ч \] После конверсии у нас осталось 7,7 м³/ч газа, а объем пара остался 800 м³/ч. Теперь можем рассчитать новое соотношение «пар : газ»: \[ \text{Соотношение пар : газ} = \frac{800 \, \text{м}^3/ч}{7,7 \, \text{м}^3/ч} \approx 103,9 \] Соотношение «пар : газ» после конверсии составляет примерно 103,9:1.