甲醇是一种重要的化学原料,广泛应用于化工、医药等领域。其生产方法一般是通过甲烷重整反应制备,该反应需要消耗大量的氢气和氧气。
生产一吨甲醇需要多少氢气和氧气呢?我们来看一下具体计算方法。
首先,甲烷重整反应的化学方程式为:
CH4 + H2O → CO + 3H2
该反应需要消耗1摩尔的甲烷和1摩尔的水,产生1摩尔的一氧化碳和3摩尔的氢气。根据化学计量法,可以得出消耗1吨甲烷需要消耗的水的摩尔数为:
1吨甲烷 = 1000kg / 16.04kg/mol = 62.34 mol
因此,需要消耗62.34摩尔的水。根据化学方程式,消耗这么多水能产生186.93摩尔的氢气。将其转换为质量,得出:
186.93 mol × 2.016 g/mol = 376.3 kg
也就是说,生产一吨甲醇需要消耗376.3千克的氢气。
同时,该反应还需要消耗氧气。由于氧气是用于氧化反应的,所以需要的摩尔数与甲烷和水的消耗量相同,即62.34摩尔。将其转换为质量,得出:
62.34 mol × 32 g/mol = 1991.68 g
也就是说,生产一吨甲醇需要消耗1991.68克的氧气。
综上所述,生产一吨甲醇需要消耗376.3千克的氢气和1991.68克的氧气。