Question

As avea nevoie de rezolvarea ex. 4.Va rog mult!

Answer 1

Se obține butadiena prin dehidrogenarea în condiții catalitice a unui amestec de n-butan și n-butene cu volumul de 656 m cubi, la temperatura de 527 grade celsius și presiunea de 1 atm. Știind că raportul molar C4H10:C4H8 în amestecul initial este de 3:2 și ca procesul de dehidrogenare se desfășoară cu un randament de 80%, sa se determine:

A) volumul de butadiena rezultat, măsurat la 27 grade celsius și 1 atm.

B) densitatea fata de aer a amestecului rezultat din procesul de dehidrogenare

Rezolvare:

a.

din PV = nRT => n = PV/RT

= 1x656/0,082x(273+527) = 10 kmoli amestec butan+butene

in amestec avem 3a moli C4H10 + 2a moli C4H8-ene

=> 3a+2a = 10 => a = 2

=> 6 kmoli C4H10 + 4 kmoli C4H8-ene

6 kmoli           n1 kmoli    d kmoli

C4H10 ---toC--> C4H6 + 2H2

1                           1              2

=> n1 = 6 kmoli C4H6

=> d = 12 kmoli H2

4 kmoli                  n2 kmoli  e kmoli

C4H8-ene ---toC--> C4H6 + H2

1                                   1           1

=> n2 = 4 kmoli C4H6

=> e = 4 kmoli H2

=> n1+n2 = 10 kmoli C4H6 s-ar fi obtinut la 100% teoretic ...... dar la 80%

100% .............................. 10 kmoli C4H6

80% ................................. n.p. = 8 kmoli C4H6

PV = nRT=> V = nRT/P = 8x0,082x(273+27)/1

= 196,8 m3 C4H6

b.

d.aer = miu.medie.amestec.gazos/miu.medie.aer

amestecul de gaze finale , tinand seama ca nu s-a transformat totul, contine

C4H6 format + C4H8-ene netransformate + C4H10 netransformat + H2 format

M.C4H6 = 54 g/mol

M.C4H8-(1 si 2) = 56 g/mol

M.C4H10 = 58 g/mol

M.H2 = 2 g/mol

pe reactiile de mai sus avem

din 6x80/100 avem 4,8 kmoli C4H10 transformat + 1,2 kmoli C4H10 netransformat + 4,8 kmoli C4H6 format + 12x80/100 = 9,6 kmoli H2 format

din 4x80/100 = 3,2 kmoli C4H8-ene transformate + 0,8 kmoli C4H8-ene netransformate + 4x80/100 = 3,2 kmoli H2 format

=> amestecul de gaze rezultat contine:

1,2 kmoli C4H10 netransformat + 0,8 kmoli C4H8-ene netransformate + (9,6+3,2)= 12,8 kmoli H2 format + 8 kmoli C4H6 format = 22,8 kmoli amestec

fractie.C4H10.netransf. = 1,2/22,8 = 0,053

fractie.C4H8.netransf. = 0,8/22,8 = 0,035

fractie.H2.format = 12,8/22,8 = 0,561

fractie.C4H6.format = 8/22,8 = 0,351

=> miu.medie.emestec = ∑(fractie.x.miu.component)

=> miu.medie.amestec = 0,053x58 + 0,035x56 + 0,561x2 + 0,351x54

= 25,11 g/mol

=> d.aer = 25,11/28,9 = 0,869