При алкилировании аммиака метанолом состав контактного газа следующий, % масс.:

Монометиламин ……. 6,139 Вода ………………… 37,158

Диметиламин ……… 39,208 Аммиак …………….. 11,446

Триметиламин ……… 2,337 Метанол …………….. 3,485

Диметиловый эфир … 0,228

Суммарные независимые реакции образования этих продуктов:

NН3 + СН3ОН СН3NН2 + Н2О

NН3 + 2СН3ОН (СН3)2NН + 2Н2О

NН3 + 3СН3ОН (СН3)3N + 3Н2О

2СН3ОН (СН3)2О + Н2О

Рассчитать материальный баланс производства на 1000 кг диметил-амина. Рассчитать конверсию аммиака и метанола, селективность для ключевых продуктов по исходным. Рассчитать годовой материальный баланс производства мощностью N = 30 000 т/год по диметиламину. Принять: эффективное время работы производства Тэф = 8000 ч, запас мощности – 5,5 % , технологические потери – 2,0

1) Для определения количества молей магния, необходимо знать уравнение реакции между магнием и хлором. Предположим, что уравнение выглядит следующим образом:

Mg + Cl₂ → MgCl₂

Из уравнения видно, что для полного реагирования одна молекула магния требует одну молекулу хлора. Таким образом, количество молей магния будет таким же, как количество молей хлора.

2) Для определения количества литров диоксида углерода, выделяющихся при полном сгорании 1 моля бутана, необходимо знать уравнение реакции сгорания бутана. Предположим, что уравнение выглядит следующим образом:

C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO₂ + 5 H₂O

Из уравнения видно, что при полном сгорании одной молекулы бутана образуется 4 молекулы диоксида углерода. Таким образом, количество литров диоксида углерода будет равно 4 литрам (н.у.).

3) Для определения количества граммов кремния, вступившего в реакцию с раствором щелочи, необходимо знать уравнение реакции и молярную массу кремния. В данном случае, молярная масса кремния равна 28 г/моль (как указано в вопросе).

Уравнение реакции неизвестно, поэтому мы не можем точно определить количество молей кремния, вступивших в реакцию. Но, если предположить, что уравнение реакции выглядит следующим образом:

Si + 2 NaOH → Na₂SiO₃ + H₂

Из уравнения видно, что при реакции одной молекулы кремния с двумя молекулами щелочи образуется одна молекула водорода. Таким образом, количество молей кремния будет таким же, как количество молей выделившегося водорода (22,4 л).

Для определения количества граммов кремния, можно воспользоваться формулой:

масса = количество молей × молярная масса

масса кремния = 22,4 моль × 28 г/моль = 627,2 г

1) Нам нужно знать сбалансированное химическое уравнение реакции между магнием и хлором, чтобы определить молярное соотношение между ними. Сбалансированное уравнение:

Mg + Cl2 -> MgCl2

Из этого уравнения мы видим, что 1 моль магния реагирует с 1 молем хлора. Следовательно, если у нас есть 5,6 л хлора при стандартной температуре и давлении (STP), мы можем использовать закон идеального газа, чтобы найти количество молей:

n = PV/RT

где P = 1 атм, V = 5,6 л, R = 0,0821 л-атм/моль-К и T = 273 К. Подставляя эти значения, получаем:

n = (1 атм)(5,6 л)/(0,0821 л-атм/моль-К)(273 К)

n = 0,231 моль

Следовательно, нам потребуется 0,231 моль магния, чтобы прореагировать с таким количеством хлора.

2) Полное сгорание бутана можно представить сбалансированным уравнением:

2C4H10 + 13O2 -> 8CO2 + 10H2O

Из этого уравнения мы видим, что 1 моль бутана дает 8 молей углекислого газа. Следовательно, если у нас есть 1 моль бутана, мы можем рассчитать количество произведенного диоксида углерода, используя это соотношение:

1 моль бутана x (8 моль CO2/1 моль бутана) = 8 моль CO2

Чтобы преобразовать моли в литры при нормальных условиях, мы используем тот факт, что 1 моль любого газа занимает 22,4 л при стандартных нормальных условиях. Поэтому:

8 моль CO2 x (22,4 л/моль) = 179,2 л CO2

Следовательно, при полном сгорании 1 моля бутана выделится 179,2 л углекислого газа.

3) Реакция между кремнием и раствором щелочи может быть представлена сбалансированным уравнением:

Si + 2NaOH + 2H2O -> Na2SiO3 + 3H2

Из этого уравнения мы видим, что 1 моль кремния дает 3 моля водорода. Следовательно, если у нас есть 22,4 л водорода при СТП, мы можем рассчитать количество прореагировавшего кремния, используя это соотношение:

1 моль Si x (3 моль H2/1 моль Si) = 3 моль H2

Чтобы преобразовать моли в литры при нормальных условиях, мы используем тот факт, что 1 моль любого газа занимает 22,4 л при стандартных нормальных условиях. Поэтому:

3 моль H2 x (22,4 л/моль) = 67,2 л H2

Следовательно, при реакции 1 моля кремния с раствором щелочи выделилось бы 67,2 л водорода. Чтобы рассчитать массу прореагировавшего кремния, нам нужно использовать его молярную массу:

молярная масса Si = 28 г/моль

Поэтому:

1 моль Si x (28 г/моль) = 28 г Si

Так, если из 1 моля кремния образовалось 67,2 л водорода, то:

28 г Si x (1 моль Si/28 г Si) x (1 моль H2/3 моль Si) = 0,3333 г Si

Таким образом, с раствором щелочи прореагировало 0,3333 г кремния.