В трубчатый реактор поступает в час 8000 м3 смеси этана с водяным паром в мольном соотношении 1

В реакторе протекает следующая химическая реакция:
Н3С-СН3↔Н2С=СН2+Н2
Для последующих расчетов используем значения молярных масс исходных веществ и продуктов реакции:
Мэтан=30 кг/кмоль;
Мэтилен=28 кг/кмоль.
Определяем мольный расход смеси на входе в реактор:
nсм=Vсм22,4,
где 22,4 – объем 1 кмоль газовой смеси при нормальных условиях (273 К, 101325 Па), м3.
nсм=800022,4=357,14кмольч
Обозначим х – количество водяного пара в исходной смеси (кмоль), тогда содержание этана в ней составит 1,4·х . Таким образом, определяем мольный состав смеси:
х+1,4·х=357,14→х=148,81 кмоль/ч
Мольный поток этана на входе в реактор: 148,81·1,4=208,33 кмоль/ч или 208,33·30=6249,9 кг/ч
Определяем массовый поток этилена, полученный в реакторе:
Gэтилен=Gэтан∙МэтиленМэтан∙Х∙Р
где Х – степень конверсии этана; Х=76%=0,76;
Р – селективность процесса по этилену; Р=69%=0,69.
Gэтилен=6249,9∙2830∙0,76∙0,69=3058,95кгч
Определяем количество передаваемой теплоты в реакторе:
Q=Gэтилен∙∆H,
где ΔН – удельный расход теплоты на 1 кг продукта, кДж/кг; ΔН=8900 кДж/кг
Q=3058,95∙89003600=7562,40 кВт
Определяем площадь поверхности теплообмена труб радиантной секции:
F=Qh,
где h-тепловая напряженность 1 м2 площади поверхности труб, кВт/м2; h=46 кВт/м2.
F=7562,4046=164,4 м2
Ответ: F=164,4 м2