Zadanie 1

Tlenek etylenu można otrzymać z powietrza i etylenu:

CH₂=CH₂ + 0,5O₂ → C₂H₄O (1)

Towarzyszącą reakcję uboczną stanowi całkowite spalanie etylenu:

CH₂=CH₂ + 3O₂ → 2CO₂ + 2H₂O (2)

Reakcję prowadzi się w temperaturze ok. 250^oC, w reaktorze będącym płaszczowo-rurowym wymiennikiem ciepła. Ciepło reakcji oddawane jest do organicznego nośnika ciepła dowtherm chłodzącego reaktor. Następnie odzyskiwane ciepło wykorzystuje się do produkcji pary wodnej. Entalpia reakcji (1) w podanych warunkach wynosi ΔH₁ = -117 kJ/mol, zaś reakcji (2) ΔH₂ = - 1420 kJ/mol.

Mieszanina substratów wchodzących do reaktora zawiera 9% etylenu, 5% tlenu, 76% azotu i 10% CO₂ (objętościowo). Konwersja etylenu wynosi 50%, zaś selektywność reakcji (1) 70%. Ile pary wodnej można wytworzyć z wody o temperaturze 20^oC wykorzystując ciepło uzyskane z 1kg mieszaniny substratów? Założyć, że reakcja przebiega w warunkach izotermicznych, zaś straty ciepła wynoszą 10%.