2013年化工工程师物料能量平衡试题及解析1

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　　物料、能量平衡

　　1-2 在苯氯化生产氯苯过程中，已知：氯化塔每小时生产纯氯苯800kg，从氯化塔出来的氯化液的组成为：C6H6 68%(质量百分数，下同)、C6H5Cl 30%、C6H4Cl2 1.5%、HCl 0.5%。操作温度82 ℃，进料苯的纯度为100%、氯气纯度为95%(体积百分数)。假定氯气全部参与反应，则排出气体的质量为( )。

　　A.278.07kg

　　B.294.67kg

　　C.291.4kg

　　D.308.0kg

　　答案：1-2 A

　　A.答案正确。

　　物料计算基准为1小时，

　　反应方程式：

　　相对分子质量： 78 71 112.5 36.5

　　副反应

　　78 2×71 147 2×36.5

　　(1)氯化液质量的计算

　　已知氯化液中含800kg一氯化苯，质量百分数为30%。所以氯化液的质量为

　　氯化液中除氯苯外，其他组分的质量为

　　C6H6：2667×0.68=1813.6kg

　　C6H4Cl2：2667×0.015=40kg

　　HCl：2667×0.005=13.33kg

　　(2)参与氯化反应的物料的计算

　　反应苯的量：主反应和副反应消耗苯量

　　消耗Cl2量为

　　生成HCl量为

　　(3)加料量的计算

　　加入苯的量为：1817+576=2393 kg

　　把氯气纯度体积分数换算成质量百分数(假定氯气中惰性气体为空气，平均相对分子质量为29)则

　　氯气纯度为：

　　加入氯气量为：

　　其中惰性气体为556-544=12 kg

　　(4)排出气体的质量计算

　　排出气体的质量为

　　279.4-13.33+12=278.07 kg

　　B.答案错误。解法中，将氯气纯度体积百分数没有换算成质量百分数。

　　计算为：加入氯气量

　　其中惰性气体为572.6-544=28.6 kg

　　排出气体的质量为：279.4-13.33+28.6=294.67kg

　　C.答案错误。计算过程中，在排出气体中没有减掉氯化液带出的HCl量，即279.4+12=291.4 kg

　　D.答案错误。错误点与B.和C.相同，即：279.4+28.6=308.0kg

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