生成乙烯需消耗的乙烷量 ＝ 乙烯量 × 乙烷摩尔克数 / 乙烯摩尔克数
＝ 46.4 × 30 / 28 ＝ 49.71 ㎏∕h
新鲜乙烷补充量 ＝ 投入乙烷量 - 循环返回乙烷量
＝ 100 –（100 –100 × 60%） ＝ 60 ㎏∕h
2.乙烯收率 ＝ 生成乙烯需消耗的乙烷量 / 投入乙烷量 × 100%
＝ 49.71 %
3.乙烯总收率 ＝ 生成乙烯需消耗的乙烷量 / 新鲜乙烷补充量× 100%
＝ 49.71 / 60 × 100% ＝ 82.85 %
4.乙烯总质量收率 ＝ 生成乙烯量 / 新鲜乙烷补充量× 100%
＝ 46.4 / 60 × 100% ＝ 77.33 %
答：乙烯收率为49.71%，乙烯总收率为82.85%，乙烯总质量收率为77.33%。
24.在一套乙烯液相氧化制取乙醛的装置中，反应器中装有催化剂溶液25m，通入反应器的乙烯量为6945.7㎏/h，在温度为393～
403K和压力在290～340Kpa下进行操作。反应后得到产品乙醛量为3747㎏/h，尾气中含乙烯量为4525.5㎏/h，问催化剂的性能(催化剂的活性和选择性)和生产能力如何？ 解：1.根据：O2 ＋ 2C2H4 → 2CH3CHO
生成乙醛需消耗的乙烯量 ＝ 乙醛量 × 乙烯摩尔克数 / 乙醛摩尔克数
＝ 3747 × 28 / 44 ＝ 2384.45 ㎏/h
2.选择性 ＝ 生成乙醛消耗的乙烯量/乙烯总的消耗量
＝ 2384.5 /（6945.7 -4522.5）× 100% ＝ 98.40 %
3.活性 ＝ 原料乙烯转化率
＝ （6945.7 – 4522.5）/ 6945.7 × 100% ＝ 34.89 %
4.催化剂的生产能力 ＝ 生产的乙醛量 /（催化剂容积 × 时间）
＝ 3747/25 ＝ 149.88 ㎏/ m3h
答：催化剂的活性、选择性和生产能力分别为34.89 %、98.40 %、149.88 ㎏/ m3h
25.某连续精馏操作中，泡点进料操作线方程如下：精馏段Y ＝ 0.723X ＋ 0.263,提馏段 Y ＝ 1.25X-0.0187,试求馏出液及
残液组成。
解：精馏段操作线方程为：yn ＋ 1 ＝ (R/R ＋ 1)xn ＋ (1/R ＋ 1)xD
则有 R/(R ＋ 1) ＝ 0.723 1/(R ＋ 1) ＝ 0.263 解得 R ＝ 2.61, xD ＝ 0.949
因泡点进料时，q ＝ 1，提馏段操作线方程为：y ＝ [R ＋ (F/D)/R ＋ 1]x-[(F/D)-1/R ＋ 1]xW 则有[R ＋ (F/D)]/(R ＋ 1) ＝ 1.25, {[(F/D)-1]/(R ＋ 1)}xW ＝ 0.0187 解得, xW ＝ 0.075
答：馏出液及残液组成分别为0.949、0.075。
26.某装置4月份处理原料25200吨，生产乙烯产品6300吨，消耗的能源种类、数量和生产该种能源所消耗的能耗见下表，请
计算该装置处理每吨原料的能耗和生产每吨乙烯产品的能耗。 能源名称 消耗数量 3
HS蒸汽 4741t MS蒸汽 12942t 循环水 t 氮气 30484Nm3 仪表风 42828 Nm3 电 kwh 生产该种能源所消耗的能耗 88 标油/吨 76kg 标油/吨 0.1kg 标油/吨 0.15kg 标油/Nm3 0.15kg 标油/Nm3 0.2828kg 标油/kwh 解：W总 ＝ WHS ＋ WMS ＋ W循环水＋ W氮气＋ W仪表风＋ W电
＝ 4741 × 88 ＋ 12942 × 76 ＋ × 0.1 ＋ 30484×0.15 ＋ 42828×0.15 ＋×0.2828 ＝ .8kg标油
处理每吨原料的能耗 ＝ W总 / 处理原料量
＝ .8 / 25200 ＝ 61.50 kg标油/吨
生产每吨乙烯产品的能耗 ＝ W总 / 乙烯产量
＝ .8 / 6300 ＝ 246.02 kg标油/吨
答：处理每吨原料能耗为61. 50公斤标油，生产每吨乙烯产品的能耗为246. 02公斤标油。
27.某碳二加氢反应器，进料量为60000m/h，其中氢气含量为0.7%(体积比)，出口物料中氢气为0.1%(体积比)，副反应消耗的
氢气为200 m/h，反应前后体积变化忽略，试求该催化剂的选择性。 解：选择性 ＝ 生成目的产物所消耗的氢气量/参加反应的氢气量×100%
＝ [ 60000 ×(0.7% - 0.1%) – 200 ] / 60000 ×(0.7% - 0.1%) × 100% ＝ 44.44%
答：该催化剂的选择性为44.44%。
28.某碳二加氢反应器中，乙炔加氢生成乙烯400mol/h，乙炔加氢生成乙烷为50mol/h，乙烯加氢生成乙烷而损失的乙烯为
20mol/h，生成绿油量不计，反应氢气过量，出口氢气含量为30mol/h，出口乙炔忽略不计，试求该催化剂的选择性。 解：氢气消耗 ＝ 乙炔生成乙烯消耗 ＋ 乙炔生成乙烷消耗 ＋ 乙烯生成乙烷消耗
＝ 400 × 1 ＋ 50 × 2 ＋ 20 × 1 ＝ 520 mol/h
选择性 ＝ 生成目的产物所消耗的氢气量/参加反应的氢气量×100%
＝ 400 / 520 × 100% ＝ 76.92 %
答: 该催化剂的选择性为76.92%。
29.某碳二加氢反应器中，乙炔加氢生成乙烯400mol/h，乙炔加氢生成乙烷为50mol/h，乙烯加氢生成乙烷而损失的乙烯为
20mol/h，生成绿油量不计，反应氢气过量，出口氢气含量为30mol/h，出口乙炔忽略不计，试求该催化剂的活性。 解：氢气消耗 ＝ 乙炔生成乙烯消耗 ＋ 乙炔生成乙烷消耗 ＋ 乙烯生成乙烷消耗
＝ 400 × 1 ＋ 50 × 2 ＋ 20 × 1 ＝ 520 mol/h
活性 ＝ 参加反应的氢气量/进入反应器的氢气量×100%
＝ 520 / (520 ＋ 30) × 100% ＝ 94.55%
答：该催化剂的活性是94.55%
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