摘要: 甲醚(CH3OCH3)是一种新型的合成“柴油 .它可由天然气(体积分数:CO2为5%.CH4为95%)合成.合成甲醚主要步骤为造气和合成.过程如下(气体体积均在同温同压下测定,氧气由空气提供.其中N2和O2的体积比为4:1,不考虑CO与水的反应;各步反应转化率均为100%): 合成 CO+2H2→CH3OH (4) 2CH3OH→CH3OCH3+H2O (5) 造气 CH4+H2O→3H2+CO (1) CH4+CO2→2H2+2CO (2) 2CH4+O2→4H2+2CO (3) (1)若造气得到的气体只含CO和H2.该混合气体中.碳元素的质量分数为a%,则氢元素的质量分数为 %. (2)造气时每使用100m3天然气.应同时通入水蒸气 m3.空气 m3.才能保证合成时CO与H2的体积比为1:2,合成甲醚后.有 m3的水蒸气可参加循环生产. (3)若只用天然气和空气造气.合成后得到的蒸气成分如下表: 气体 CH3OCH3 H2O N2 A 体积(m3) 95 95 x y 则A气体的分子式为 , x = .

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二甲醚(CH3OCH3)是一种新型的合成“柴油”。它可由生物甲烷或天然气合成。

⑴生物甲烷是由植物和动物粪便在一定条件下发酵而得的甲烷:

若某植物纤维素的含量为10%,某沼气池,当加入该植物162kg,在微生物作用下完全转化可得CH4在标准状况下的体积为             m3

⑵合成二甲醚主要步骤为造气和合成。过程如下:

 


若造气时,设每步转化率均为100%,设某天然气中只含5%CO2,不含其他杂质,每100m3天然气,应同时通入水蒸气和空气各多少体积(空气只含N2和O2,且体积比为4:1,下同),才能保证合成时CO和H2充分利用。V[H2O(g)]=       m3;V[空气]=       m3

⑶为了充分利用反应过程中生成的比较纯净的氮气,某企业用天然气为主要原料联合生产二甲醚和氨,过程如下:

制气设备:①CH4+H2O → CO+3H2              ②2CH4+O2  → 2CO+4H2

合成塔Ⅰ:CO+2H→  CH3OH       ;   2CH3OH →  CH3OCH3+H2O

合成塔Ⅱ:N2+3H2==2NH3

假设天然气中只含CH4,反应②中通入适量空气,调节①和②投入的CH4的量,以使反应①剩余的H2和反应②剩余的N2的体积比恰好为3:1,以便合成氨。该企业每生产34t NH3理论上同时可以得到二甲醚多少吨?(设工业多次转化,总转化率假定为100%设合成塔Ⅰ中水与CO不反应)?

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