Контрольная работа: Синтез аміаку

Склад газу на вході в колону:

-72 % об.

-24,0 % про.

-4,0 % про.

Разом:12300 м3-100 % про.

У результаті реакції синтезу аміаку об'єм газової суміші зменшується. Ступінь зменшення об'єму розраховується по рівнянню:

де А1 і А2 – зміст аміаку на виході й вході в колону синтезу, % об.

Отже, об'єм газу на виході з колони складе:

Vг = 12300 ∙ 0,896 = 11021 м3

Склад газу після синтезу:

-63 % об.

-21 % об.

-16 % об.

Разом11020 м3-100 % об.

Середня теплоємність цього газу при температурі синтезу дорівнює:

де - теплоємності компонентів газової суміші, кДж/(кмоль∙ град).

Підвищення температури газу на виході з колони синтезу в адіабатичних умовах за рахунок теплоти реакції складе:

У такий спосіб температура газової суміші на виході з колони синтезу складе:

2.2 Завдання 2

Синтез аміаку здійснюється в колоні під тиском 3,03*107 Па (300 атм) і при температурі 4500С. Газ, який виходить з колони має наступний склад в % об.: NH3 – 17; N2 - 11; H2 – 72. Розрахувати співвідношення N2 і H2 у газі, що надходить у колону синтезу.

Рішення:

Рівняння реакції синтезу аміаку:

N2 + 3H2 = 2 NH3

За умовою в рівноважній газовій суміші міститься 17 % об. аміаку або 0,17 моль приходиться на частку аміаку в 1 моль газу. Відповідно до рівняння реакції, для одержання цієї кількості аміаку витрачається:

азоту: 0,17/2 = 0,085 моль

водню: 3*0,17/2 = 0,225 моль