二甲醚(CH
3OCH
3)是一种新型的合成“柴油”.它可由生物甲烷或天然气合成.
(1)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:
(C
6H
10O
5)n+nH
2O
3nCH
4↑+3nCO
2↑
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CH
4在标准状况下的体积为
m
3.
(2)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%CO
2,不含其他杂质,每100m
3天然气,应同时通入水蒸气和空气各多少体积(空气只含N
2和O
2,且体积比为4:1,下同),才能保证合成时CO和H
2充分利用.V[H
2O(g)]=
m
3;V[空气]=
m
3.
(3)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:①CH
4+H
2O→CO+3H
2 ②2CH
4+O
2→2CO+4H
2合成塔Ⅰ:CO+2H
2→CH
3OH; 2CH
3OH→CH
3OCH
3+H
2O
合成塔Ⅱ:N
2+3H
2═2NH
3假设天然气中只含CH
4,反应②中通入适量空气,调节①和②投入的CH
4的量,以使反应①剩余的H
2和反应②剩余的N
2的体积比恰好为3:1,以便合成氨.该企业每生产34t NH
3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)?