Question

prin oxidarea catalitica a metanolului cu aer,pe langa aldehida formica se formeaza si acid formic,CO2 si H2,conform reactiilor de mai jos.
Ch3OH + 1/2 O2=> CH2=O + H20
CH2=O + 1/2 O2=>HCOOH
CH3OH=>CH2=O + H2
CH3OH + 3/2 O2=> CO2+2H20
Considerand ca in reactorul de oxidare se introduce un amestec format din 100 de moli de metanol si 150 de moli de aer (cu 20% oxigen si 80% azot) acidul formic si C02 se formeaza intr-un raport molar de 3:1,Cu este 60% si Ct este 80% sa se calculeze compozitia in procente molare a amestecului obtinut in urma desfasurarii procesului.

Answer 1

n1 moli CH3OH + 1/2O2 ⇒ CH2=O + H2O
n5 moli CH2=O + 1/2O2 ⇒ HCOOH
n2 moli CH3OH ⇒ CH2=O + H2
n3 moli  CH3OH + 3/2 O2 ⇒ CO2 + H2O
n4 moli CH3OH netransformat
n1 + n2 + n3 + n4 = 100     aer (30moli O2 + 120moliN2)
n5/n3 = 3/1    n5 = 3n3
n1/2 + n5/2 + 3n3/2 = 30      n1 + n5 + 3n3 = 60    n1 + 6n3 = 60  
(n1-n5+n2)·100 /100 =60       n1 - n5 + n2 = 60      2n1 + n2 + 3n3 = 120
(n1+n2+n3)·100/100 = 80                                     n1 + n2 + n3 = 80
n1 + 2n3 = 40
n1 + 6n3 = 60      4n3 = 20   n3 = 5   n5 = 15  n1 = 30  n2 = 45  n4 = 20
  amestec final : CH3OH (n4 = 20 moli) ; CH2=O (n1+n2 -n5 = 60 moli) 
HCOOH (n5 = 15 moli) ; H2O(n1 + 2n3 = 40 moli) ; H2 (n2 = 45 moli) ;
CO2 (n3 = 5 moli ); N2(120 moli )   n total = 305  moli   
%CH2O  =  60·100/305 = 19,67%   %CH3OH = 2000/305 = 6,557%;  %HCOOH = 1500/305 = 4,918%  %H2O = 4000/305 = 13,114% ; %H2=4500/305 = 14,754%; %CO2 = 500/305 = 1,639%;
%N2 = 12000/305 = 39,344%