2010年真题 – 深冷天地

2010年真题

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Post last modified:2021-09-08
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题目

C9芳烃与甲苯的混合物在催化剂作用下进行岐化反应生成混合二甲苯。有一个反应器，每小时处理C9芳烃与甲苯的混合物18400kg，其中甲苯含量为50wt%。反应产物中甲苯含量10wt%，混合物二甲苯含量38wt%。该反应器甲苯转化为混合二甲苯的选择性与下列哪个数值接近？（甲苯分子量92，二甲苯分子量106）
(A)0.95 (B)0.8 (C)0.76 (D)0.825

解答

$C_6H_6-(CH_3)_3 + C_6H_6-CH_3 \rightarrow 2C_6H_6-(CH_3)2$
下标1指代 C9 芳烃 $M_1 = 78+15 * 3 = 123$
下标2指代甲苯 $M_2 = 78+15 = 93$
下标3指代二甲苯 $M_3 = 78+ 15 * 2 = 108$
$m_1 =m_2 = 18400 / 2 = 9200 kg/h$

$n_1 = \frac{m_1}{M_1} = 9200*1000 / 123 = 74797 mol/h$

$n_2 = \frac{m_2}{M_2} =9200*1000 /93 = 98925 mol/h$
可见只能部分反应，反应完成后由于质量守恒，总质量不变
$n_2^\prime = 18400 *10\%*1000 / 93 =19570 mol/h$
$n_3^\prime = 18400 *38\% *1000 / 108 = 64741 mol/h$
由此反应了甲苯摩尔数为 98925 – 19570 = 79355 mol/h
由于65741 < 74797 , 有足够的C9芳烃配比参与反应
选择性为 64741/79355 = 0.816
选D

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