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简答题 乙醛可通过乙烯在银催化剂作用下部分氧化制取，但通常伴随着一个副反应（乙烯的完全氧化反应），反应式为： 2C2H4＋O2→2CH3CHO（主反应） C2H4＋3O2→2CO2＋2H2O（副反应） 设计已知： 1、乙烯在反应器内单程转化率为20％； 2、反应器内乙烯生成乙醛的单程选择性率为80％； 3、离开吸收塔的气流股有20％通过分流器放空； 4、分流器只牵涉到三种组份，提取塔也只牵涉到三种组份，除反应器外，其它单元设备内无化学反应。图中组成为摩尔分率。设计出的流程示意图如下所示。 要求： 1、试作该过程的自由度分析。 2、求解吸收塔吸收液流出流股（8号流股）的组成。

  • 1、自由度分析结果见上表，是弹性设计，应该挑选衡算计算基准：设反应器进料流股流量为100mol/h。完成以上自由度分析表。
    2、F3＝100mol/h；
    先求解反器的MB：
    3号流股C2H4分摩尔流量＝100×0.10＝10mol/h
    因其在反应器中单程转化率为20％，单程反应消耗的C2H4＝10×20％＝2mol/h
    因其在反应器中生成CH3CHO的单程选择性率为80％，则单程反应生成CH3CHO消耗的C2H4＝2×80％＝1.6mol/h
    则：4号流股中C2H4＝10－2＝8mol/h
    4号流股中CH3CHO＝1.6mol/h
    4号流股中CO2＝（2－1.6）×2＝0.8mol/h
    4号流股中H2O＝（2－1.6）×2＝0.8mol/h
    4号流股其它组份分流量N2，CO2分流量无全解。
    再解吸收塔的MB：
    CH3CHO衡算，0.04F8＝1.6，解得：F8＝40mol/h
    CO2衡算，X8，CO2×F8＝0.8，解得：X8，CO2＝0.8/40＝0.02
    因8号流股只有3种组份，则X8，H2O＝1－002－0.04＝0.94
    结果，8号流股组成（CH3CHO，CO2，H2O）＝（0.04，0.02，0.94）（摩尔分率）

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