Sản xuất methanol CH3OH. Một dòng hỗn hợp khí gồm 60% CO và 40% H2 theo thể tích được dẫn vào lò phản ứng để sản xuất

162/235

Sản xuất methanol $({\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{OH}})$. Một dòng hỗn hợp khí gồm $60\% $ CO và $40\% $ ${{\rm{H}}_{\rm{2}}}$ theo thể tích được dẫn vào lò phản ứng để sản xuất ${\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{OH}}$. Biết rằng hiệu suất phản ứng là $85\% $ và tốc độ dòng khí vào lò phản ứng là $700\;{{\rm{m}}^{\rm{3}}}$/ giờ ở $500^{°} C$ và $3\;{\rm{atm}}$. Sau khi phản ứng, khí ${\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{OH}}$ được làm lạnh và ngưng tụ, phần khí không phản ứng được tái tuần hoàn vào lò phản ứng. Tính tốc độ dòng khí ${\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{OH}}$ thu được $({{\rm{m}}^{\rm{3}}}{\rm{/}}$ giờ) ở điều kiện tiêu chuẩn $(0^{°} C, 1 atm)$ .

Giả sử các khí là khí lý tưởng và toàn bộ ${\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{OH}}$ được ngưng tụ hoàn toàn. (Làm tròn sau dấu phẩy 1 chữ số)

Đáp án: ______

Click vào chỗ trống để nhập đáp án. Nhấn Enter để xác nhận, Esc để hủy.

Giải thích

Giải chi tiết:

Xét trong $1$ giờ:

\[{n_{{\rm{kh\'i dau}}}} = \frac{{PV}}{{RT}} = \frac{{3 \cdot 700 \times {{10}^3}}}{{0,082 \cdot 773}} = 33130,3\;({\rm{mol}})\]

\[{n_{{\rm{CO}}}} = 19878,2\;({\rm{mol}}),\qquad {n_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}}} = 13252,1\;({\rm{mol}})\]

Phản ứng:

\[{\rm{CO + 2}}{{\rm{H}}_{\rm{2}}} \to {\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{OH}}\]

\[{n_{{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{OH}}}} = \frac{{{n_{{{\rm{H}}_{\rm{2}}}}}}}{2} = 6626,1\;({\rm{mol}})\]

\[{n_{{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{OH}}\:{\rm{tt}}}} = 6626,1 \times 0,85 = 5632,1\;({\rm{mol}})\]

Ở điều kiện tiêu chuẩn:

\[{V_{{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{OH}}}} = \frac{{nRT}}{P} = \frac{{5632,1 \cdot 0,082 \cdot 273}}{1} = 126081,1\;({\rm{L}})\]

\[ \Rightarrow {V_{{\rm{C}}{{\rm{H}}_{\rm{3}}}{\rm{OH}}}} = 126,1\;({{\rm{m}}^{\rm{3}}}{\rm{/}}\]giờ)