Нефтегазопереработка

Решение задач часть 1

Задача 1. Определить количество циркулирующего раствора ДЭГ, необходимого для осушки 50 000 м3/ч газа относительной плотностью по воздуху 0,9; температура контакта равна 25 °С; газ находится в стадии насыщения водяными парами; давление (абсолютное) 50 кг/см2; точка росы осушенного газа должна быть - 3 °С; концентрация свежего раствора ДЭГ на 3% выше концентрации насыщенного раствора.

Скачать решение задачи 1

Задача 2 Определить количество адсорбента, требующегося для осушки 1 000 000 м3/сутки газа, относительная плотность которого (по воздуху) равна 0,6, температура 20 °С, абсолютное давление 50 кг/см2. Требуемая точка росы осушенного газа - 30 °С, поглотительная способность адсорбента составляет 4% вес. Сравнить количество адсорбента, необходимого для 8- и 12 - часовых циклов.

Скачать решение задачи 2

Задача 3. Нефтяной газ следующего состава (в мол %) N2 – 12, CH4 – 19,5, C2H6 – 18,3, C3H8 – 18,3, изо-C4H10 – 1,9; н-C4H10 – 4,5; изо-С4Н12 – 1,1; С6Н14 – 0,8. подвергается двухступенчатому сжатию, сначала до абсолютного давления 15 кг/см2, а затем до 40 кг/см2. После каждой ступени сжатия газ охлаждается до 25°С. Определить составы выпавшего конденсата и несконденсировавшиеся газов после каждой ступени сжатия и последующего охлаждения. Составить сводный материальный баланс.

Скачать решение задачи 3

Задача 4. В емкости, геометрический объем которой равен 175 м3, содержится 160 м3 пропана при температуре 20 С. После откачки уровень жидкости в емкости соответствует 20 м3. Определить, какое количество пропана откачано, если плотность жидкой фазы 499 кг/м3 и паровой - 20,15 кг/м3.

Скачать решение задачи 4

 

Решение задач часть 2-1

Задача 1.1 Составить материальный баланс процесса пиролиза бензина производительностью 600 тыс. т/год товарного этилена.
Исходные данные
Число часов работы в году 7920. Суммарные потери этилена на всех стадиях производства 4%. Глубина отбора этилена потенциального содержания на стадиях газоразделения 98%. Выход продуктов пиролиза бензина % (масс.) Н2 – 0,85, CH4 – 15,8; CO + CO2 + H2S – 0,1; C2H2 – 0,4; C2H4 – 27,5; C2H6 – 4,4; C3H4 – 0,3; C3H6 – 13; C3H8 – 0,56; C4H6 – 4,2; C4H8 – 3,1; C4H12 – 0,4, жидкие продукты C5 - 200°C – 23,2, тяжелые смолы (выше 200°C) – 6,4, кокс – 0,1.
Состав продуктов пиролиза этана % (масс.) Н2 – 3,5 СН4 – 5, СО + СО2 – 0,5, С2Н2 – 0,5, С2Н6 – 37,2; С2Н4 – 47,6; С3Н6 – 0,9; С3Н8 – 0,1; С4Н6 – 1,2; С4Н8 – 1,2; С4Н10 – 0,1; С5 и выше – 3,1.

Скачать решение задачи 1.1

Задача 1.2 Составить материальный баланс процесса пиролиза на осонвании данных задачи 1.1 с учетом рециркуляции пропана. Рассчитать нагрузку по бензину, этану и пропану и выход этилена в расчете на сырье
состав продуктов пиролиза пропана Н2 – 1,2, СО + СО2 – 0,5, СН4 – 24 С2Н2 – 0,3, С2Н6 – 6,5; С2Н4 – 36,2; С3Н6 – 14,2; С3Н8 – 8,1; С4Н6 – 1,8; С4Н8 – 0,1; С4Н10 – 0,1; С5 и выше – 6,6.

Скачать решение задачи 1.2

Задача 1.3 Составить материальный баланс установки пиролиза керосино-газойлевой фракции производительностью 150 тыс. т/год товарного этилена с учетом рециркуляции этана

Исходные данные
выход продуктов пиролиза газойля % (масс.) Н2 – 0,82; СН4 – 10,6; СО + СО2 + H2S – 0,2; C2H2 – 0,3; C2H4 – 23; C2H6 – 8,6; C3H4 – 0,7; C3H6 – 14,5; C3H8 – 0,4; C4H6 – 4,1; C4H8 – 4,7; C4H12 – 0,2, жидкие продукты C5 - 200°C – 17,1, тяжелые смолы (выше 200°C) – 10,63, кокс – 0,15.
Состав продуктов пиролиза этана % (масс.) Н2 – 3,5 СН4 – 5, СО + СО2 – 0,5, С2Н2 – 0,5, С2Н6 – 37,2; С2Н4 – 47,6; С3Н6 – 0,9; С3Н8 – 0,1; С4Н6 – 1,2; С4Н8 – 1,2; С4Н10 – 0,1; С5 и выше – 3,1.

Скачать решение задачи 1.3

Задача 1.4 При пиролизе прямогонного бензина на установке производительностью 450 тыс. т/год этилена, выход этилена, пропилена, бутенов и бутадиена в расчете на пропущенное сырье (без учета рециркуляции этана) составляет 27,5; 13; 3,1 и 4,2% (масс.) соответственно. Как измениться производительность по сырью и количество продуктов реакции при использовании инициатора, если выход продуктов реакции в этом случае составит: этилена - 40,2; пропилена - 11,3; бутенов - 2,4 и бутадиена - 4,5 % (масс.)?

Скачать решение задачи 1.4

Задача 1.5 Рассчитать расход реагентов на 1 т ИПБ в процессе алкилировапия бензола пропиленом.

Исходные данные:
состав продуктов алкилирования, % (масс.): гексены - 0,24; этилбензол (ЭБ) - 1,0; пзопропилбензол (ИПБ) - 97,0; н-пропилбензол (НПБ) - 0,06; бутилбензол (ББ) - 1,3; диалкилбензолы (ДАВ) - 0,04; тетраалкнлбензолы (ТАБ) - 0,16; смола - 0,2; потери бензола Пб = 25,9 кг/т ИПБ;
потери пропилена ПС3Н6=14,7 кг/т ИПБ.

Скачать решение задачи 1.5

Задача 1.6 На основе данных задачи 1.5 рассчитать состав и количество реагентов и катализаторного комплекса, подаваемых в алкилатор.

Дополнительные данные
производительность установки по ИПБ 120000 т/год; число часов работы в году 8400; состав пропиленовой фракции, % (масс.): хС2Н6 = 0,5; хС3Н6 = 99,0; хС3Н8 = 0,5; конверсия пропилена 0,963; содержание бензола в свежем бензоле 100% (масс.); состав циркулирующего бензола, % (масс.): бензола - 99,5; этилбензола - 0,01; изопропилбензола - 0,49; мольное соотношение бензол : пропилен 3:1; количество циркулирующих диалкилбензолов в расчете на бензольную шихту 14,2 % (масс.); расход катализатора AlCl3 6 кг/т ИПБ; содержание АlCl3 в катализаторном комплексах % xk = 15 %(масс.); массовое соотношение бензола и ПАБ в катализаторном комплексе 1,8 : 1; расход промотора - этилхлорида (С2Н5С1) в расчете на АlСl3 xпр = 0,2 кг/кг.

Скачать решение задачи 1.6

Задача 1.7 На основе данных задач 1.5 и 1.6 рассчитать количество побочных продуктов и составить материальный баланс: алкилатора.

Скачать решение задачи 1.7

Задача 1.8 Составить материальный баланс реактора первой стадни дегидрирования н-бутана.
Исходные данные: |
производительность установки по бутадиену 130 тыс. т/год; расходный коэффициент по бутану на 1 т бутадиена 2,15 т/т; состав свежей бутановой фракции, % (масс.): изобутан - 0,6; н-бутан - 99,0; углеводороды С5 и выше - 0,4;
состав рециркулирующей бутановой фракции, % (масс.): углеводороды С3 - 0,5; н-бутены - 5,0; изобутан - 1,0; н-бутан - 93,1; углеводороды С5 и выше - 0,4; состав продуктов разложения, % (масс.): Н2 - 3,6; СН4 - 3,1; С2Н4 - 25; С2Н6 - 2,0; С3Н6 - 4,2; С3Н8 - 3,1; С4Н6 - 5,6; изо-С4Н8 - 2,5; н-С4Н8 - 67,6; С5 и выше - 3,3; С в СО - 1,3; кокс - 1,2; конверсия: н-бутана - 46,7; изобутана - 59,0; н-бутеиов - 50,0;
выход па пропущенное сырье, % (масс.): бутенов ВС4н8 = 30,9; бутадиена ВС4Н6 = 2,5; селективность, % (масс.): по бутенам СС4Н8 = 67,6; по бутадиену
СС4Н6 = 5,5; число часов работы в году 8000; расход азота, подаваемого в десорбер реактора, xN2 = 2,5 % (масс.) в расчете на загрузку.

Скачать решение задачи 1.8

Задача 1.9 Составить материальный баланс реактора дегидрирования н-бутенов.

Исходные данные:
производительность установки по бутадиену 180 тыс. т/год; число часов работы установки в году 8160 ч; выход бутадиена: в расчете на разложенные н-бутены 80% (масс.); в расчете на пропущенные н-бутены 17% (масс.); конверсия (%): н-бутенов - 21; изобутилепа - 2; бутана - 1; бутадиена - 40; потери бутадиена па стадиях дегидрирования и газоразделения 5 %; состав бутеновой фракции, поступающей на дегидрирование, % (масс.): С3Н8 - 0,1; С4Н6 - 0,8; изо-С4Н8 - 7,0; н-С4Н8 - 78,2; С4Н10- 13,2; С5 и выше - 0,7; состав продуктов разложения, % (масс.): Н2 - 3,5; СН4 - 2,5; С2Н4 - 1,6; С2Н6 - 0,6; С3Нб - 2,0; С3Н6 - 0,5; С4Н6 - 77,3; С5 и выше - 2,6; С в СО2 - 8,0; кокс - 1,4; мольное соотношение водяной пар : бутены = 11.

Скачать решение задачи 1.9

Задача 1.10 Составить материальный баланс процесса окислительного дегидрирования н-бутенов.

Исходные данные:
производительность установки по бутадиену 60 тыс. т/год; степень извлечения на стадиях разделения контактного газа и выделения бутадиена n1 = 97 и n2 = 96,5 % (масс.) соответственно; механические потери 2 %; число часов работы установки в году 8000; конверсия н-бутенов 77,7 %; выход бутадиена на пропущенные н-бутены 72,9% (масс.); селективность 93,8% (мол.); конверсия, %: н-бутана - 5,0; бутадиена - 66,7; бутенов - 77,0; мольное соотношение реагентов: О2: Н2О : С4Н8 = 0,61 : 16 : 1; состав загрузки, % (масс.): С4Н6 - 0,4; изо-С4Н8 - 0,3; н-С4Н8 - 92,2; С4Н10 - 6,5; С5Н12 - 0,6; состав продуктов разложения % (масс.): СН4 - 0,01; С в СО - 0,30; С в СО, -4,05; С2Н„ - 0,2; С3Н6-0,1; С4Н6 - 90 2-СНа = СН - С = СН - 0,20, С5Н12 - 0,2; С + Н в СН3СОСН3 - 0,1; С4Н4О (фуран) - 0,3; СН2 = СН - СНО - 0,08; НСНО - 0,07; Н2 в Н2О - 4,19.

Скачать решение задачи 1.10

Задача 1.11 Составить материальный баланс реактора одностадийного дегидрирования н-бутана. Определить степень одностадийности процесса и состав контактного газа.

Исходные данные
производительность установки по бутадиену 120000 г/год; расходный коэффициент по бутану на 1 т бутадиена 2,05; число часов работы установки в году 8200; конверсия, %; н-бутана - 40; изобутана - 46; бутадиена - 40; состав свежей бутановой фракции, % (масс.): изо-С4Н10 - 0,6; н-С4Н10 - 99,0; С5 и выше - 0,4, состав рециркулирующей бутан-бутеиоиой фракции, % (масс); С3Н6 - 0.1; С3Н8 - 0,1; С4Н6 - 0,5; изо-С4Н8 - 5,0; н-С4Н8 - 45,0; изо-С4Н10 - 3,0; н-С4Н10 - 46,1; С5 и выше - 0,2; состав продуктов разложения, % (масс.): Н2 - 5,0; СН4 - 9,0; С2Н4 - 5,0; С2Нб - 5,2; С3Н6 - 9,3, С3Н8 - 4,2; С4Н6 – 52; изо-С4Н8 - 4,0, н-С4Н8 - 1,3; С5 и выше - 1,0; С в СО - 0,5; С в СО2 - 0,5; кокс - 3,0.

Скачать решение задачи 1.11

Задача 1.12 Составить материальный баланс процесса окисления изопропилбензола (ИПБ) в реакторе колонного типа.

Исходные данные:
производительность установки по фенолу 90000 т/год; расходный коэффициент изопропилбснзола на 1 т фенола 1,5; содержание, % (масс.): гидропероксида изопропилбензола (ГПИПБ) в окислительной шихте - 3; продуктов распада и окислительной шихте - 0,3; ГПИПБ в реакционной массе окисления - 20; продуктов распада в реакционной массе окисления - 1,5; степень использования кислорода воздуха 0,75; температура на верхней тарелке 120"С; число часов работы установки в году 7920; давление в окислительной колонне 0,3 МПа.

Скачать решение задачи 1.12

Задача 1.13 Составить материальный баланс колонн концентрирования и укрепления гидропероксида изопропилбензола (ГПИПБ), работающих с рециклом дистиллята второй колонны в первую (рис. 1.1).

Схема работы колонны концентрирования гидропероксида изопропилбензола с рециклом дистиллята

Рис. 1.1 – Схема работы колонны концентрирования гидропероксида изопропилбензола с рециклом дистиллята второй колонны в первую: К1, К2 - колонны
Исходные данные
количество окислительной шихты 126866,3 кг/ч; количество реакционной массы окисления 119921,8 кг/ч; содержание изопропилбензола (ИГ1Б): в реакционной массе окисления 0,785; в окислительной шихте 0,967; содержание : ИПБ в техническом ГПИПБ 0,03; ИПБ в дистилляте 2-й колонны (рециркуляте) 0,7; ГПИПБ и продуктов его распада в остатке 1-й колонны 0,6.

Скачать решение задачи 1.13

Задача 1.14 Определить количество отработанного воздуха, степень использования кислорода и содержание изопропилбензола в отработанном воздухе при окислении изопропилбензола в реакторе каскадного гни а, состоящем из трех последовательных реакторов; воздух в реакторы подается ступенчато (рис. 1.2).

Исходные данные:
количество воздуха, поступающего в реактор, кг/ч: Р-1 - 9200; Р-2 - 8800; Р-3 -7500; состав отработанного воздуха, % (масс.):

Схема работы реактора окисления ИПБ каскадного типа

Рис. 1.2 – Схема работы реактора окисления ИПБ каскадного типа Р-1, Р-2, Р-3 – реакторы

Скачать решение задачи 1.14

Задача 1.15 Определить количество реакционной массы на выходе из каждого реактора, количество гпдропероксида изопропнлбензола (ГПИПБ), образующегося в каждом реакторе при окислении изопропилбепзола (ИПБ) в реакторе каскадного типа.

Определить количество реакционной массы на выходе из каждого реактора

средняя степень использования воздуха 0,8; количество свежего изопропилбензола 25 000 кг/ч. Остальные необходимые для расчета данные взять из условий задачи 1.14.

Скачать решение задачи 1.15

Задача 1.16 Составить материальный баланс колонн концентрирования гидропероксида изопропилбензола (ГПИПБ) для случая, когда дистиллят обеих колонн поступает в окислительную шихту (рис. 1.3).

Схема работы колонна концентрирования ГПИПБ, работающих без рецикла дистиллята второй колонны

Рис. 1.3 - Схема работы колонна концентрирования ГПИПБ, работающих без рецикла дистиллята второй колонны
Исходные данные:
суммарное содержание гидропероксида и продуктов распада (ГП + ПР) в окислительной шихте - 0,055; в реакционной массе - 0,27; количество, кг/ч: окислительной шихты - 44897,2; реакционной массы - 41055,4; содержание ГП + ПР: в техническом ГП - 0,96; в остатке 1-й колонны - 0,7; содержание ПР: в окислительной шихте - 0,005; в реакционной массе - 0,02 масс, доли; в смеси ГП и ПР дистиллята 1-й колонны - 10; в смеси ГПИПР дистиллята 2-й колонны - 20 %.

Скачать решение задачи 1.16

Задача 1.17 Рассчитать расход реагентов, загрузку реактора и количество получаемых продуктов при прямой гидратации этилена.

Исходные данные:
производительность установки по этиловому спирту 12000 кг/ч; распределение этилена на образование продуктов (селективность), % (масс.): этилового спирта С1 =95,5; диэтилового эфира С2 = 2; ацетальдегида С3 = 1,5; полимеров С4 = 1,0; мольное соотношение водяной пар : С2Н4 = 0,7 : 1; конверсия этилена 4,5%.

Скачать решение задачи 1.17

Задача 1.18 В процессе прямой гидратации этилена из гидрататора выходит парогазовая смесь, которая подвергается двухступенчатой конденсации при температурах 145 и 40°С; на выходе из гидрататора смесь защелачивается раствором щелочи. Определить количество паров и жидкости после каждой ступени конденсации.

Исходные данные: значения констант фазового равновесия К:
при температуре 145°С: С2Н5ОН - 0,355; (С2Н5)2О - 0,757; СН3СНО -0,785; Н2О - 0,104; при температуре 40 °С: С2Н5ОН - 0,023; (С2Н5)2О - 0,32; СН3СНО -0,16; Н2О - 0,00296; количество воды в растворе щелочи, подаваемой на нейтрализацию, 9076,5 кг/ч; отчество воды на отмывку отдувки высокого давления от спирта 0,8 м3/ч.
Дополнительные данные, необходимые для расчета, взять из условий задач 1.17 и 1.19.

Скачать решение задачи 1.18

Задача 1.19 Составить сводный материальный баланс прямой гидратации этилена, определить количество отдувки высокого давления и реагентов, состав продуктов реакции.

Исходные данные
давление в системе конденсации и сепарации 7 МПа; температура 1-й ступени конденсации 145°С; температура 2-й ступени конденсации и в сепараторе высокого давления 40°С (спирто-водный конденсат после 1-й ступени конденсации отделяется от газа); количество воды на отмывку отдувки высокого давления от спирта 0,8 м3/ч, количество конденсата после конденсации при температуре 145°С 74325 кг/ч; состав свежего этилена, % (масс.): СН4 - 0,8; С2Н4 - 98; С2Н6 - 1,2; содержание этилена в циркулирующем этилене 88 % (масс.). Остальные необходимые для расчета данЕше взять из условий задач 1.17 и 1.18.

Скачать решение задачи 1.19

Задача 1.20 На основе данных задач 1.17 и 1.19 рассчитать количество отдуваемого газа, количество растворенного газа, расход свежего этилена п концентрацию мегана и этилена в циркулирующем газе, если концентрация этилена в свежем этилене равна 99,9% (масс.), а в циркулирующем этилене 88,92 и 95% (масс.). Количество спирто-водного конденсата в отделителе высокого давления примять 17,5 м3/ч (как и в задаче 1.19). Сопоставить полученные результаты с результатами задачи 1.19.

Скачать решение задачи 1.20

Задача 1.21 Определить количество реагентов и продуктов реакции гидрирования эфиров синтетических жирных кислот.

Исходные данные:
производительность установки по спиртам 9000 т/год; число дней работы установки в году 313; потери спиртов на всех стадиях производства 7,25% (масс.); конверсия эфиров 98 %; селективность превращения эфиров в спирты 99% (масс.); потери эфиров на стадии приготовления пасты 0,3%; состав фракции эфиров, % (масс.): метиловые эфиры - 98,8; метанол - 1,0; вода - 0,2; состав технического водорода, % (мол.): Н2 - 99,8; N2 - 0,2; доля метиловых эфиров, гидрирующихся до предельных углеводородов 1 %; доля метанола, восстанавливающегося до метана, 1 %; расход катализатора а расчете на загрузку по эфирам 1,47%.

Скачать решение задачи 1.21

Задача 1.22 Составить газовый баланс процесса гидрирования метиловых эфиров синтетических жирных кислот и сводный материальный баланс реактора на основе данных задачи 1.21.

Дополнительные данные: общее давление в системе 30 МПа;
коэффициенты растворимости газов при давлении 0,1 МПа и температуре 300 °С, м3/т гидрогенизата; Н2 — 0,0865; N2 — 0,141; СН4 — 0,346; в систему подается десятикратный избыток водорода (в расчете на водород, вступающий в реакцию) для поддержания катализатора в суспендированном состоянии; состав циркулирующего водорода, % (масс.); Н2 - 99,7; примеси - 0,3.

Скачать решение задачи 1.22

Задача 1.23 Рассчитать расход пропилена и синтез-газа, а также состав продуктов реакции гидроформилирования пропилена в масляный альдегид с целью получения бутиловых спиртов.

Исходные данные:
состав исходной пропиленовой фракции, % (масс.): хС2Н4 - 0,2; xС3Н6 - 99; хС3Н8 – 0,8; хС4Н10 - следы; состав концентрированного оксида углерода, % (мол.): хСО - 80,6; хСО2 - 1,2; хСН4 - 0,2; хН2 - 1,4; хN2 - 6,6; состав технического водорода, % (мол.): хН2 - 96,7; хСО - 0,8; хN2 - 2,5;
производительность установки по бутиловым спиртам 90 000 т/год; селективность по бутиловым спиртам 0,95; соотношение спиртов нормального и изостроения = 2 : 1; доля альдегидов, подвергающихся гидрированию до спиртов на стадии гндроформилпровання, 0,1; конверсия пропилена Кпр = 0,94; конверсия этилена Кэт = 1,0; соотношение растворитель : пропиленовая фракция (R)= 1:1; потери катализатора в расчете на кобальт хк = 0,008 % (масс.); число часов работы установки в году 7800; мольное отношение циркулирующий газ : свежий синтез-газ = 2 : 1; концентрация кобальта в жидких продуктах 0,2 % (масс).

Скачать решение задачи 1.23

Задача 1.24 Рассчитать газовый баланс процесса оксосинтеза. Определить расход свежего синтез-газа, количество отдувки высокого давления, состав циркулирующего газа, состав и количество растворенного газа.

Исходные данные:
количество превращенного водорода и оксида углерода, м3/ч: Н2 - 4314,4; СО - 3965,4; количество, кг/ч: непревращенного пропилена 440; превращенного пропилена - 6893,6; превращенного этилена - 14,8; количество пропана в пропан-пропиленовой фракции и образовавшегося в процессе 108,2 кг/ч; количество жидких продуктов, выходящих из реактора (продукты реакции и растворитель) 19594,5 кг/ч; составы синтез-газа и пропиленовой фракции взять из условий задачи 1.23.

Скачать решение задачи 1.24

Задача 1.25 Составить сводный материальный баланс процесса оксосинтеза по данным задач 1.23 и 1.24.

Скачать решение задачи 1.25

Задача 1.26 Определить расход реагентов на образование продуктов окисления этилена в ацетальдегид.

Исходные данные:
производительность установки по ацетальдегиду 100000 т/год; число часов работы установки в году 8078; концентрация этилена в техническом этилене 99,9% (масс.); потери, % (масс.): ацетальдегида П1 = 2; этилена П2 = 1; распределение этилена на образование целевого и побочных продуктов (селективность), %: ацетальдегида С1 = 93,0; уксусной кислоты С2=1,0; диоксида углерода С3 = 2,5; щавелевой кислоты С4 = 0,6; кретонового альдегида С5 = 0,3; полимеров С6 = 0,9; этилхлорида С7 = 0,061; метплхлорида С8 = 0,02; монохлорацетальдегида С9 = 1,03; дихлорацетальдегида С10 = 0,3; трихлорацетальдегида С11 = 0,15; хлороформа и метиленхлорпда; С12 = 0,14; концентрация кислорода в отработанном воздухе 4% (об.); молекулярная масса полимерных продуктов 88; количество ацетальдегида, получаемого на 1 м3 циркулирующего катализаторного раствора ак = 6,5 кг/м3; плотность катализаторного раствора р= 1150 кг/м3.

Скачать решение задачи 1.26

Задача 1.27 Определить количество продуктов окисления этилена в ацетальдегид, пользуясь данными задачи 1.26, составить материальный баланс установки.

Скачать решение задачи 1.27

Задача 1.28 Составить материальный баланс реактора окислительного аммонолиза пропилена.

Исходные данные:
производительность реактора по нитрилу акриловой кислоты (НАК) 120 тыс. т/год; число часов работы реактора в году 8000; потери НАК 2%; мольное соотношение NН3: О2: Н2О : С3Н6 = 0,9 : 1,7 : 3,0 ; 1,0; конверсия пропилена 85%; селективность по пропилену 80%. Распределение пропилена на образование продуктов реакции (селективность), доли единицы: НАК – С1 = 0,80; (НСN+ СН3СN) - С2 = 0,05; (СН3СN + СН4) - С3 = 0,035; СO2 - С4= 0,07; СН2=СН-ОНО-С5 = 0,015; полимеров С6 = 0,03; состав пропиленовой фракции, % (масс.)С2Н6 - 0,4; С3Н6 - 98,5; С3Н8-1,0.

Скачать решение задачи 1.28

Задача 1.29 Составить материальный баланс установки произвол-' ства полиэтилена под высоким давлением.
Исходные данные:
производительность по полиэтилену 100000 т/год; число часов работы установки в году 7500; потери этилена в расчете на свежий этилен, % (масс.): на компрессии I каскада П1 =0,5 на компрессии II каскада П2 = 4,5; при обработке и других операциях П3 = 0,1; концентрация этилена в техническом этилене х = 0,999; концентрация кислорода хО2 = 0,005 % (об.); конверсия этилена 0,18; концентрация этилена в циркулирующем газе 0,978.

Скачать решение задачи 1.29

Задача 1.30 Составить материальный баланс реактора полимеризации этилена под низким давлением.

Исходные данные:
производительность по полиэтилену 24 000 т/год; число часов работы реактора в году 7200; суммарные потери этилена и полиэтилена в процессе полимеризации П1 = 1,5 % (масс.); потери этилена на образование низкомолекулярных полимеров П2 = 2% (масс.); состав свежего этилена, % (масс.): хСН4 = 0,2: хС2Н4 = 99,5; хС2Н6 = 0,3; содержание этилена в циркулирующем этилене у = 0,98; расход катализаторов: триэтилалюминия (ТЭА) аТЭА = 0,4; тетрахлоридтитана (ТiСl4) аTiCl4 = 0,6; в реактор подается 1 %-ный раствор катализаторов в бензине; концентрация полиэтилена в катализаторной пульпе са = 130 кг/м3 бензина; бензин используется в качестве растворителя, плотность бензина d4 = 0,7; давление в реакторе Р, = 0,35 МПа.

Скачать решение задачи 1.30

   

Решение задач часть 2-2

2.1. Определить относительную вероятность отрыва атома водорода от молекулы парафина (КН) по связям перв-С-Н, втор-С-Н, трет-С-Н в реакции СН3 + RН -> СН4+ R при температурах 600, 700, 800 и 900 С.

Скачать решение задачи 2.1

2.2.  Определить относительную  вероятность разрыва  связей при 500 и 800 °С в  молекуле парафина  нормального строения? если энергия активации разрыва связи С-1 - С-2 равна 334,9; С-2 - С-3 -330,8; С-3 - С-4 - 314,0; С-4 - С-5 - 309,8 кДж/моль.

Скачать решение задачи 2.2

2.3.  Рассчитать состав и выход первичных   продуктов пиролиза н-бутана по радикально-цепному механизму при температуре 780°С и  атмосферном давлении;  сравнить с экспериментальными данными по выходу   первичных   продуктов   пиролиза (моль/100 моль превращенного бутана): Н2 - 37,1; СН4 - 52,5; С2Н4 - 66,7; С2Н6 - 8,1; С3Н6 - 48,8; С4Н8 - 10,2.

Скачать решение задачи 2.3

2.4.   Рассчитать  выход  первичных  продуктов  распада  н-бутана при 518°С и давлении 0,013 МПа и сравнить с экспериментальными   данными   по   выходу   продуктов    распада   н-бутана (моль/100   моль    превращенного    бутана):   Н2 - 6; СН4 - 74; С2Н4 - 30; С3Н6 - 21; С3Н6 - 74; С4Н8 - 0,8.

Скачать решение задачи 2.4

2.5.  Рассчитать состав и выход первичных продуктов пиролиза  изопентана,  протекающего  по  радикально-цепному  механизму при температуре 800 С.

Скачать решение задачи 2.5

2.6.  Рассчитать состав и выход первичных продуктов пиролиза н-гексана по радикально-цепному механизму при температуре 850°С (без учета реакций изомеризации).

Скачать решение задачи 2.6

2.7.  Рассчитать выход первичных продуктов распада пропана при температуре 544°С и конверсии пропана 1%;  сравнить с экспериментальными  данными  по  выходу   продуктов   распада (моль/100   моль   превращенного   пропана):  Н2- 57; СН4 - 43; С2Н4 - 43; С3Н6 - 57; С4Н8 - 1.

Скачать решение задачи 2.7

2.8.  Рассчитать выход и  состав   первичных  продуктов распада пропана при температуре 820°С и атмосферном давлении; сравнить с экспериментальными данными по выходу продуктов пиролиза пропана при конверсии 20,8 %  (моль/моль превращенного   С3Н8):   Н2 - 67,0;   СН„ - 33,5;   С2Н4 - 60,0;   С2Н6 - 1,5; С3Н6 - 45,0; углеводороды С4 - 2,5.

Скачать решение задачи 2.8

2.9.  Рассчитать выход продуктов пиролиза н-бутана на пропущенное сырье   [в  %   (масс.)]  при 780°С, если конверсия бутана   составляет   50%. Состав   продуктов   пиролиза   н-бутана взять из задачи 2.3.

Скачать решение задачи 2.9

2.10.  Рассчитать выход продуктов пиролиза н-бутана на пропущенное сырье при температуре 518°С и конверсии 20%.

Скачать решение задачи 2.10

2.11  Рассчитать выход продуктов пиролиза   пзопентапа   на пропущенное сырье при температуре 800°С и  конверсии 60%.

Скачать решение задачи 2.11

2.12 Рассчитать выход продуктов пиролиза бензина в расчете на пропущенное сырье, составить баланс разложения.

Исходные  данные:
состав газа пиролиза, % (об.): Н2-13,9; СН4 -30,6; СО2 -0,1; С2Н2 - 0,5; С2Н, - 32,2; С2Нб - 4,6; С3Н4 -0,2; С3Н6-11,2; С3Н8 - 0,4; С4Н6 -2,6; С4Н8 - 1,9; С4Н10 - 0,2; С5Н10 - 1,2; углеводороды С6 - 0,4; количество: сырья 40000 кг/ч; газа пиролиза 25482 М3/ч (при 20 С и давлении 0,11 МПа); смолы 12280 м3/ч; плотность смолы d20 = 0,9571.

Скачать решение задачи 2.12

2.13.   Рассчитать  конверсию этана,  выход   продуктов   пиролиза    в    расчете    на    пропущенное    и    разложенное    сырье [в %   (масс.)], составить баланс разложения этана.

Состав продуктов пиролиза, % (об.): Н2- 33,0; СО2- 0,2; СН4 - 8,6; С2Н2 - 0,3; С2Н4 -31,3; С2Н6 - 24,7; С3Н6 - 0,6; С3Н8 - 0,1; С4Н6 - 0,4; С4Н8 - 0,1; С4Н10 -0,1; С5 и выше - 0,6.

Скачать решение задачи 2.13

2.14.  На   лабораторной установке проведен  пиролиз   н-гексана при температуре 800°С. Рассчитать конверсию н-гексана, выход продуктов в расчете на пропущенное сырье, выход этилена в расчете на превращенное сырье  [в %   (масс.)]  и состав продуктов разложения.

Исходные  данные:
выход газообразных продуктов пиролиза в расчете на пропущенный   н-гексан,   %   (масс.):   Н2 -0,8;   СН„- 11,2;   С2Н4 -39,0; С2Нб -3,2;    С3Нб-15,0;    С3Н8-1,5;    С4Н6 -3,2;    С4Н8 -6,0; С4Н10 - 0,3; С в СО - 0,1; выход, %  (масс.): кокса -0,1; смолы- 15,8; состав смолы, % (масс.): я-гексан - 80,6; углеводороды С5 + неидентифицированные- 3,95;   бензол - 9,56;  толуол - 2,91;   ксилолы + неидентифицированные углеводороды - 2,98.

Скачать решение задачи 2.14

2.15.  По приведенному ниже материальному балансу конверсии технического метана рассчитать конверсию углеводородной части сырья, выход и селективность процесса по оксиду   углерода:

Скачать решение задачи 2.15

2.16. Рассчитать количество контактного   газа   дегидрирования «-бутана, конверсию н-бутана и изобутана, суммарный выход н-бутенов и бутадиена на пропущенный н-бутан, селективность по бутенам и бутадиену, а также состав и количество продуктов разложения.

Исходные   данные:
состав бутановой фракции, % (масс.): С3Н8- 0,3; С(Н8 - 2,8; изо-С4Ню-1,7; к-С4Н10- 95,0; С5 и выше - 0,2; количество бутановой фракции 45441 кг/ч;
состав   контактного   газа   дегидрирования   н-бутана,  %(масс.): Н2-1,9; СН4~2,7; С2Н4 -1,6; С2Н6-1,1; С3Н6 -2,4; С3Н8 - 1,4; С4Н6-2,0; изо-С4Н10 - 0,4; н-С4Н10 - 29,4; нзо-С4Н10 - 0,7; н-С4Н10 -49,4; С5 и выше- 1,3; СО2 - 3,2; N2 -2,5; количество кокса 980 кг/ч

Скачать решение задачи 2.16

2.17 Определить конверсию бутенов, выход бутадиена и селективность, а также состав продуктов разложения дегидрирования н-бутенов

Исходные  данные:
состав бутеновой фракции, % (масс.): С8Н8- 0,2; С4Н6 - 0,8; изо-С4Н8~6,0; н-С4Н8 - 76,0; изо-С4Н10 - 1,7; к-С4Н,0 - 14,7; С5 и выше - 0,6;
состав контактного газа дегидрирования, % (масс.): Н2-1,4; СН4-0,7; С2Н4-0,7; С2Нв -0,4; С3Нв-0,1; С3Н8 - 0,3; С4Нв -24,8; нзо-С4Н8 -5,7; н-С4Н8 - 44,9; изо-С4Н10 - 1,7; к-С4Ню - 14,2; С5 и выше - 0,8; СО2 - 4,3.

Скачать решение задачи 2.17

2.18.   Найти конверсию я- и изобутана, селективность, выход бутадиена, степень одностадийного процесса и состав продуктов разложения одностадийного дегидрирования н-бутана.

Исходные  данные: количество загрузки 86659 кг/ч;
состав загрузки, % (масс.): С3Н8 - 0,08; С4Нв - 0,35; изо-С4Н8 -3,96; я-С4Н8 - 35,52; нзо-С4Н,„ -2,34; я-С4Н10 -57,35; С5 и выше - 0,40;
состав контактного газа, % (масс.): Н2-1,21; СН4 - 2,50; С2Н4- 1,39; С2Н5- 1,48; С3Н6-2,69; С3Н8- 1,21; С„Н6-12,84; изо-С4Н8 - 3,81; н-С4Н8 - 34,09; изо-С4Н10 - 2,04; я-С4Н10 - 30,91; С5 и выше -0,67; СО - 0,27; СО2 - 0,44; N2 - 4,45.

Скачать решение задачи 2.18

2.19.  Определить количество контактного газа (на 100 кг загрузки), состав контактного газа [в %  (масс.)], конверсию н-бутенов, выход бутадиена и селективность, а также состав продуктов разложения бутенов и расход кислорода в процессе окислительного дегидрирования бутенов фирмы «Petrotex».

Исходные  данные: конверсия кислорода 100 %;
состав загрузки, % (мол.): н-С4Н,0 - 4,75; С5Н12 - 0,52; транс-С4Н8-2-52,02; чис-С4Н8-2 - 42,49; С,Нб-0,23; состав контактного газа, % (мол.): СН4 - 0,03; С2 - 0,12, СО -1,34; СО2-10,89; С3 -0,18; я-С4Н,„ - 4,09; С5Н12 -0,61; С„Н8-1 - 1,26; траяс-С4Н8-2 - 14,91; цис-С4Н8-2 - 7,84; С4Нв - 57,90; СН2 = СП - С =э СН- 0,20; СН3 -СО -СН,-0,12; С,Н4О (фуран)-0,22; СН2=СН-СНО - 0,09; НСНО - 0,2

Скачать решение задачи 2.19

2.20   Процесс  дегидрирования   пропана   на   проточной  установке можно представить следующей схемой:

Процесс  дегидрирования   пропана   на   проточной  установке

Скачать решение задачи 2.20

2.21.   При алкилировании бензола пропиленом получен ката-лизат   состава,   %   (масс.):   бензол - 35,0;   изопропилбензол - 33,4; диизопропилбензолы - 22,8; триизопропилбензолы - 8,8. Рассчитать конверсию бензола, выход и селективность процесса по изопропилбензолу.

Скачать решение задачи 2.21

2.22.   На окислительный аммонолиз поступает (кг): 100%-ного пропилена Gnp = 1253,8;  кислорода Gо2 - 2359,7; аммиака GNH3 - 516,16, а также примеси к пропилену и водяной пар. Получено в  расчете на   продукты   100 %-й   чистоты   (кг) :   акрилонитрила GНАЧ- 1000;   акролеина   Gа - 22,72;  синильной   кислоты   Gс - 42,24; ацетонитрила  Gац - 105,6; метана  Gм - 16,64; полимеров Gп - 75,95; диоксида углерода GCO2 - 309,12; непрореагировавшего пропилена Gnp - 161,25;  непрореагировавшего  кислорода Gо2 - 902,75.

Рассчитать выход акрилонитрила па пропущенный пропилен, селективность по акрилонитрилу [в % (масс.) и % (мол.)], конверсию пропилена и кислорода. Долю пропилена, израсходованного на образование побочных продуктов.

Скачать решение задачи 2.22

2.23.     В колонну окисления изопропилбензола (ИПБ) поступает окислительная шихта в количестве G0.ш = 105700 кг/ч с содержанием     гидропероксида     изопропилбензола     (ГПИПБ) y1 = 5 % продуктов распада у1 = 0,6%, Из колонны выходит реакционная масса в количестве  Gрм = 99523,6 кг/ч с содержанием   ГПИПБ  х2 = 25 %   и   продуктов   распада   у2 = 1,9 %. С  верха  колонны выходит отработанный  воздух,  содержащий нары  ИПБ, в количестве GИПБ =10506 кг/ч; этот ИПБ содержит хк = 0,5% муравьиной кислоты и других кислых продуктов, Определить конверсию изопропилбензола, выход ГПИПБ в расчете на пропущенный ИПБ, селективность по ГПИПБ.

Скачать решение задачи 2.23

2.24.   В  реактор основной ступени  контактирования  этилена с кислородом поступает газовая смесь,  которая содержит следующие количества компонентов (кг/ч): СО2 - 37 029,5; СзН4 - 14 557,5; С2Н4О - 94,5; О2 - 27 734; N2 - 293745,37; СН4 + С2Н6 – 914,15; Н2О - 341,5.

Из реактора выходит контактный газ, который содержит (кг/ч): СO2-43750; С2Н4 - 8577,5; С2Н4О - 6165; O2 - 18181,5; N2 - 293745,37; СН4 + С2Н6 - 914,15; Н2О - 308,3. Определить конверсию этилена и кислорода, выход оксида этилена на пропущенный этилен, селективность по оксиду этилена.

Скачать решение задачи 2.24

2.25.  При окислительном дегидрировании метанола  в формальдегид кислородом воздуха протекают следующие реакции:

СН3ОН + 0,5О2 -> СН2О + Н2О,       (1)
СН3ОН -> СН2О + Н2,      (2)
СН3ОН+1,5О2 -> СО2 + 2Н2О  (3)
СИ3ОП + Н2 -> СН4 + Н2О      (4)
Наряду с окислительным дегидрированием протекает обычное дегидрирование, в результате чего выделяется водород (реакция 2), который частично взаимодействует с метанолом по реакции (4). Дегидрированию подвергается 89,2 кг метанола (в расчете па 100 %-ный метанол). На окисление подается 93,3 м3 воздуха. В результате реакции образуются жидкие продукты и газ в количестве 100 м3. Состав газа, % (об.): О2 - 0,5; N2- 73,7; Н2 - 21,0; СH4 - 0,8, СO2 - 4,0. Определить конверсию метанола, выход формальдегида на пропущенный метанол и селективность процесса, а также конверсию кислорода.

Скачать решение задачи 2.25

2.26.  Рассчитать равновесный состав продуктов реакции синтеза   метанола   из  оксида   углерода   и   водорода   при  давлении 5 МПа, температуре 250°С и мольном соотношении  Н2 : СО = 2:1. Критические параметры компонентов:

Скачать решение задачи 2.26

2.27.   Рассчитать равновесный состав продуктов реакции дегидрирования  «-бутана   при давлении  0,1 МПа и температуре 850 К.

Скачать решение задачи 2.27

2.28. Рассчитать равновесный состав продуктов реакции де-гидродимернзации метана в этилен

2СН4 = С2Н4 + 2Н2
при температуре 1123 К и давлении 0,1 МПа.

Скачать решение задачи 2.28

2.29.  Рассчитать равновесный состав продуктов одностадийного дегидрирования смеси н-бутана и н-бутенов при температуре 900°С и давлении 0,02 МПа. Мольные доли н-бутана и н-бутенов в смеси равны m = 0,7 и n = 0,3 соответственно. Значения констант равновесия:   Кp1 = 0,536; Кр2 = 0,0316.

Скачать решение задачи 2.29

2.30.   Рассчитать равновесный   состав   продуктов   последовательной реакции дегидрирования н-бутана в бутадиен при температуре 900 К и давлении 0,02 МПа. Значения констант равновесия взять из условий задачи 2.29,

Скачать решение задачи 2.30

   

Решение задач часть 2-3

3.1. Рассчитать тепловой эффект реакции каталитического пиролиза н-бутана в смеси с водяным паром при температуре 780°С и времени контакта 0,6 с.
Исходные  данные:
выход    продуктов    пиролиза   в   расчете    па   исходный   бутан, % (масс.): Н2-1,0; СН, -21,2; С2Н4-45,0, С2Н6 -3,7; С3Н6 - 14,6; С3Н8-0,8; С4Н8 -2,9; н-С4Н8 - 1,4; изо-С4Н10 - 0,2; изо-С6Н12 -0,1; С в СО -0,4; С в СО2 - 0,6; кокс - 0,6; конверсия н-бутана -95,1 %.

Скачать решение задачи 3.1

3.2.  Рассчитать тепловой эффект реакции пиролиза н-гексана при температуре 800°С   Исходные данные для расчета взять из условий задачи 2.14.

Скачать решение задачи 3.2

3.3.  Рассчитать   тепловой   эффект   реакции   дегидрирования н-бутана   на   алюмохромовом    катализаторе   при    температуре 590°С, если известен состав продуктов разложения  [% (масс.)]: Н2 -3,6; СН, -3,1; С2Н4 -3,5; С2Нб -2,0; С3Н6 -5,3; С3Н8 - 3,1; С4Н8 -5,6; изо-С4Н8 - 0,9; н-С4Н8 - 67,6; С5 и выше - 2,8; С в   СО2 - 1,3; кокс- 1,2.

Скачать решение задачи 3.3

3.4.  Рассчитать   тепловой   эффект   реакции   дегидрирования м-бутенов при температуре 630°С, если известен состав продуктов разложения (состав продуктов взять из условий задачи 2.17).

Скачать решение задачи 3.4

3.5.  Определить тепловой эффект реакции окисления изопро-пилбензола (ИПБ) в гидропероксид изопропилбензола (ГПИПБ), если при окислении образуются следующие количества продуктов   реакции, кг/ч: ГПИПБ - 19585,2;   днметилфенилкарбинола (ДМФК) - 964; ацетофенона (АФ) - 231. Количество продуктов глубокого окисления определить из уравнений реакций окисления. Температура окисления 110-120 С.

Скачать решение задачи 3.5

3.6.    На    установку    дегидрирования    м-бутана    поступает 25000 кг/ч бутановой фракции, в   которой   содержится   0,3% углеводородов С3, 0,2 % углеводородов С5 и выше и 2,8 % бутенов.  Объем  кипящего слоя 160 м3,  насыпная  плотность  пылевидного катализатора рм = 1400 кг/м3, плотность кипящего слоя 750  кг/м3. Определить объемную скорость подачи бутановой фракции.

Скачать решение задачи 3.6

3.7. На установку дегидрирования изопентана поступает 30000 кг/ч изопентановой фракции, которая содержит 96% изопентана, а также н-пентан, углеводороды С4 и С6. Объем кипящего слоя 20 м3, плотность кипящего слоя 750 кг/м3, насыпная плотность пылевидного катализатора 1400 кг/м3. Определить объемную скорость подачи сырья.

Скачать решение задачи 3.7

3.8 В реактор дегидрирования бутенов поступает бутеновая фракция Gб = 15000 кг/ч и водяной пар в количестве 20 моль/моль бутенов. Внутренний диаметр реактора D = 6 м, высота слоя катализатора H = 1,8 м. Температура парогазовой смеси на входе в слой t1 = 630°С, на выходе t2 = 5900С. Давление на входе в слой 0,16 МПа, на выходе из слоя 0,13 МПа. Определить объемную скорость подачи сырья и условное время контакта.

Скачать решение задачи 3.8

3.9.  Определить объемную скорость подачи смеси бутенов и водяного пара для условий задачи 3.8.

Скачать решение задачи 3.9

3.10.   Вывести уравнение, связывающее время контакта с объемной скоростью паров сырья.

Скачать решение задачи 3.10

3.11.  Для условий задачи 2.24 определить объемную скорость подачи газового потока, если объем зоны реакции равен 10 м3, число реакторов равно 2.

Скачать решение задачи 3.11

3.12.  Вывести уравнение, отнесенное ко всему объему зоны реакции, связывающее условное время контакта с объемной скоростью подачи паров двух или более потоков.

Скачать решение задачи 3.12

3.13.  Определить условное время контакта в расчете на весь объем зоны реакции для условий задачи 3.11, если температура равна 240"С, а давление 1,962 МПа.

Скачать решение задачи 3.13

3.14.  Рассчитать кратность циркуляции катализатора в реакторном  блоке дегидрирования  н-бутана,  если  известны  температуры и количества потоков.

Исходные  данные:
температура, °С: сырья на входе в реактор - 550; контактного газа - 600; поступающего регенерированного катализатора - 650; выходящего закоксованного катализатора - 570; азота, поступающего в реактор, - 20; количество и состав загрузки реактора, продуктов разложения, контактного газа, азота и кокса взять из условий задачи 2.16; тепловой эффект реакции дегидрирования 2120 кДж/кг; тепловые потери рот = 174450 Вт.

 Схема работы реактора дегидрирования н-бутана


Схема работы реактора дегидрирования н-бутана

Скачать решение задачи 3.14

3.15.  Составить тепловой баланс   регенератора   реакторного блока дегидрирования н-бутана и определить расход топлива и воздуха.

Исходные  данные:
температура, °С: поступающего катализатора tК1 = 570; выходящего катализатора tk2 = 650, поступающего воздуха tB = 200, выходящих газов регенерации tгр = 590; количество закоксованного катализатора Gкаn =823753 кг/ч; содержание кокса на катализаторе: на входе в регенератор - 0,124; на выходе из регенератора - 0,005;
коэффициент избытка воздуха а= 1,3;
элементный состав кокса, %   (масс.): С - 97,5; Н - 2,5;
состав топливного газа, % (°б.): H2 - 59,1; СН4 - 13; С2Н4 - 4;
С2Н6 - 3; С3Н6 -5; С3Н8 -2,5; С4Н10 -2,5; N2 - 6,04 CO2 - 4,9.

Скачать решение задачи 3.15

3.16.  Рассчитать  производительность реактора дегидрирования н-бутенов в бутадиен и потерю напора в слое катализатора, если заданы: объемная скорость подачи сырья u = 150 ч-1, температура на входе в слой катализатора t1 = 630°С, на выходе из слоя t2 = 590°С; степень разбавления сырья водяным паром 20 моль/моль. Внутренний диаметр реактора D = 6 м, высота слоя катализатора H = 2 м. Размер цилиндрических гранул катализатора 5X8 мм. Пористость слоя т =0,38. Состав сырья и контактного газа взять из условий задачи 2.17. Давление на выходе из реактора P2 = 0,128 МПа.

Скачать решение задачи 3.16

3.17.  При  условиях  задачи  3.16  рассчитать  потерю  напора в слое катализатора, если принять диаметр реактора 5,5 м, 5 м, 4,5 м. Построить кривую зависимости потери напора от высоты слоя. Рассчитать парциальное давление бутеновой фракции на входе в реактор.

Скачать решение задачи 3.17

3.18.  Определить температуру перегрева водяного пара для условий задач 2.17 и 3.16. Составить тепловой баланс реактора дегидрирования бутенов и найти температуру на выходе из слоя катализатора, если температура на входе равна 630°С, а температура паров бутеновой фракции на выходе из печи 450°С.

Скачать решение задачи 3.18

3.19.  В реактор окислительного аммонолиза пропилена поступает;

пропиленовая  фракция,  которая  содержит   (кг/ч):  этана - 25,7; пропилена - 6300; пропана - 75; аммиак - 2982 кг/ч; воздух - 13632 кг/ч; водяной пар - 13532 кг/ч. Определить объем зоны реакции, если объемная скорость подачи газовой смеси составляет 500ч-1.

Скачать решение задачи 3.19

3.20.  Составить   тепловой   баланс   реактора   полимеризации этилена под низким давлением.

Исходные  данные:
количество, кг/ч: этилена Gэ = 5350; полиэтилена GH - 4000; растворителя (бензина) Gб = 20740; катализаторного раствора Gк = 3960; температура, °С: в реакторе tр -75; этилена после охлаждения tp = 40;    свежего    этилена   tэ - 40;    бензина    (растворителя) tб = 40; раствора катализаторного комплекса tк -30; тепловой эффект реакции полимеризации qр = 4187 кДж/кг полиэтилена; пределы кипения бензина 85-95 °С; плотность бензина d20 = 0,7; Давление в реакторе Рр = 0,35 МПа; количество отдуваемого этилена Gотд = 1335 кг/ч; концентрация   катализаторного   комплекса в растворе   бензина 1 %.

Скачать решение задачи 3.20

3.21.  По данным задачи 3.20 рассчитать объем зоны реакции и число реакторов  полимеризации  этилена  под низким давлением, если продолжительность реакции t = 3,6 ч, плотность полиэтилена рп = 960 кг/м3, а объем одного реактора Vp = 20 м3.

Скачать решение задачи 3.21

3.22.  В реактор прямой гидратации этилена в этиловый спирт поступает парогазовая смесь, состоящая из свежего и циркулирующего этилена и водяного пара. Мольное соотношение водяной пар : этилен = 0,7 : 1. Объемная скорость подачи этилена при нормальных условиях V = 2000  ч-1.  Состав  этилена,   %   (об.): СН4 - 0,025;   С2Н4 -0,92;   С2Н6 - 0,055.  Давление   в   реакторе Р = 7   МПа.   Средняя    температура   в    слое    катализатора - 290 °С; пористость слоя (порозность) т = 0,38. Рассчитать условное время контакта.

Скачать решение задачи 3.22

   

Решение задач часть 3

Задача 4.1 Определить производительность отстойники непрерывного действия для обезвоживания нефти, имеющей температуру 100°С н давление 15 кГ/см2 = 14,7 бар. Плотность нефти при 100° р = 800 кг/м3, кинематическая вязкость  2,9*10^-6 м3/сек, диаметр наименьших капель воды d = 0,09 м. Размеры отстойника: диаметр D = 4,2 м, длина L = 15 м.

Скачать решение задачи 4.1

Задача 4.2 Рассчитать рамный фильтрпресс (рис. 10 и 11) для фильтрации 180 ма/сутки суспензии с содержанием осадка х = 0,04 м3/м3. Фильтрация ведется при постоянном давлении Ра = 3 ат. На промывку расходуется та же жидкость в количество q = 2 м3/м3 осадка. Сопротивлением фильтрующей ткани можно пренебречь. На основании экспериментальных данных удельное сопротивление осадка при P = 3 • 104 • 9,81 = 0,294*10^3 Н/м3.

Рассчитать рамный фильтрпресс

Скачать решение задачи 4.2

Задача 4.3 В сепарирующой центрифуге с числом оборотов 1200 в минуту осветляется масло, вязкость которого 50 спз, плотность 800 кг/м3. Диаметр наименьших взвешенных частиц 20 мк, кажущаяся плотность их рт = 1800 кг/м3. Диаметр барабана центрифуги D = 1 м, высота барабана Н = 0,5 м, ширина закраины (т. е. толщина слоя жидкости) 10 см. Требуется определить часовую производительность центрифуги.

Скачать решение задачи 4.3

Задача 4.4  Рассчитать потерю напора  в противоточной секции регенератора с движущимся шариковым катализатором. Гранулометрический состав (% мас.) >6,5 – 0,35, 6,5-6 – 12,8, 6-5 – 73,5, 5-4 – 10,3, 4-3 – 2,34, 3-1 – 0,71. Высота слои  катализатора 2,5м, температура регенерации, 600 С. Линейная    скорость    галоп     регенерации, 0,5м/с. Линейная скорость катализатора, 0,003 м/сек. Кинематическая вязкость газов регенерации,98,1*10^-6 м2/с. Плотность газон, 0,4 кг/.м3. Пористость слоя 0,49

Скачать решение задачи 4.4

Задача 4.5 Рассчитан, пропускную способность катализаторопровода диаметром D = 200 мм для алюмосиликатных катализаторов с частицами средним диаметром d1 = 3,5 мм и d2 = 0,3 мм, насыпная плотность их p1 = 750 кг/м3 и p2 = 800 кг/м3 соответственно.

Скачать решение задачи 4.5

Задача 4.6 Произвести гидравлический расчет регенератора каталитического крекинга в кипящем слое. Объем кипящего слоя Vкс = 100 м3. Расход воздуха при нормальных условиях Vв = 31500 м3/час. Катализатор алюмо-силикатный, микросферический. На основании опытных данных линейная скорость газа принимается w = 0,6 м/сек. Для газораспределения установлена решетка, имеющая долю свободного сечения 0,5%. Толщина решетки б = 20 мм, диаметр отверстий d0 = 25 мм. Абсолютное  давление  в   аппарате  2 ат = 1,96 бар,   температура  600° С.

Скачать решение задачи 4.6

Задача 4.7 В аппарате с кипящим слоем перепад давления между двумя точками, расположенными на расстоянии 3 м друг от друга, составляет 88,3 мм рт. ст. Определите концентрацию катализатора в кипящем слое.

Скачать решение задачи 4.7

Задача 4.8 Рассчитать транспортную трубу для транспортирования микросферического алюмосиликатного катализатора в количестве Gтв = 1000 т/ч, если по экспериментальным данным удельная нагрузка пневмоствола равна 1600 т/м2*ч. коэффициент взвеси 80 кг/кг, коэффициент скольжения 1,5. Температура катализатора t=600 С, транспортирующий агент - воздух. Избыточное давление и конце пневмоствола 0,7 ат = 68600 Н/м2. Катализатор представляет собой фракцию с частицами размером до 0,35 мм и средним диаметром частиц 0,2 мм. Высота пневмоствола 35 м.

Скачать решение задачи 4.8

Задача 4.9 Определить теплоту сгорания тяжелого газойля каталитического крекинга, имеющего среднюю молекулярную температуру кипения 400° С и относительную плотность 0,9635. Содержание серы в нем S = 1,65%.

Скачать решение задачи 4.9

Задача 4.10 Вычислить количество и состав продуктов горения топлива, содержащего С = 85,5%, Н = 11,5%, S = 3%, если известно, что на распыливание его подается водяной пар в количестве Сф = 0,3 кг/кг топлива, а коэффициент избытка воздуха а = 1,3. Теоретически необходимый объем и количество воздуха V0 = 10,76 м3кг, L0 = 13,9 кг/кг.

Скачать решение задачи 4.10

Задача 4.11 Рассчитать трубчатую печь для нагрева 250000 кг/ч нефти. Начальная и конечная температуры нефти Т1 = 160°С и Т2 = 350°С. Доля отгона нефти на входе в колонну е = 0,55. Относительная плотность нефти 0,9. Топливо - нефтезаводский газ следующего состава: 26,3% объем. Н2, 36,3% объем. СН4; 15,0% объем. С2Н4; 17,5% объем. С2Н6; 2,5% объем. СзН,; 2,4% объем. С3Н8. Плотность газа при нормальных условиях 0,8 кг/м3. Абсолютное, давление в эвапорацнонном пространстве колонны 1,7 ат. Длина трубопровода, соединяющего печь с колонной, L = 35 м. На трубопроводе имеются три поворота и одна задвижка.

Скачать решение задачи 4.11

Задача 4.12 Рассчитать  теплообмспный   аппарат   для   регенерации   тепла циркулирующего тяжелого газойля каталитического крекинга. Количество вакуумного газойля G2 = 190000 кг/ч; количество тяжелого газойля G1 = 86000 кг/ч; начальная температура вакуумного газойля (после регенерации тепла легкого газойля) m1 = 80° С; начальная температура тяжелого газойля 350° С; конечная температура тяжелого газойля 200° С; относительная плотность вакуумного газойля p20 = 0,90; относительная плотность тяжелого газойля р20 = 0,95.

Скачать решение задачи 4.12

Задача 4.13 Рассчитать погруженный холодильник для охлаждения 66500 кг/ч стабильного бензина, имеющего относительную плотность 0,775; цачальная температура бензина t1 = 120° С, конечная температура t2 = 40° С. Температура воды Т1 = 25° С, Т2 = 45° С.

Скачать решение задачи 4.13

Задача 4.14 Определить содержание бензола в парах внизу колонны, если молекулярное содержание его в отходящем из колонны остатке равно х' = 0,01, температура низа колонны 110°С и давление в колонке 760 мм.рт.ст. Давление паров бензола при температуре 110° С, Р = 1748 мм рт. ст.

Скачать решение задачи 4.14

Задача 4.15 Найти содержание н-пентана и жидкости на верхней тарелке колонны, если содержание его в парах у' = 0,02, давление в колонне 4 ата = 3,92 бар, температура верха колонны 42,5° С. Константа равновесия пентана в этих условиях К = 0,33.

Скачать решение задачи 4.15

Задача 4.16 Вычислить долю отгона смеси, состоящей из 60% н-бутана 40% н-пентана при температуре 60 С и давлении 4 ат.

Скачать решение задачи 4.16

Задача 4.17 Рассчитать долю отгона вакуумного газойля на входе в реактор каталитического крекинга при температуре t = 450° С и давлении P = 2 ат абс. Состав вакуумного газойля, молекулярные веса и средние температуры кипения фракций приведены в табл. 2. Состав вакуумного газойля дав в массовых долях. Для расчета массовые концентрации необходимо пересчитать в молярные, так как весь расчет должен вестись в молярных концентрациях.

Рассчитать долю отгона вакуумного газойля на входе в реактор каталитического крекинга

Скачать решение задачи 4.17

Задача 4.18 Определить допустимую скорость паров в этиленовой колонне при следующих условиях: абсолютное давление в колонне Р = 23 ат = 22,0 бар; температура верха - 20° С; расстояние между тарелками 0,3 м; плотность жидкости 415 кг/м3.

Скачать решение задачи 4.18

Задача 4.19 Из газа, содержащего 4,0% объемы, пропана, требуется и извлечь 90% пропана от общего его количества. Абсолютное давление в абсорбере равно 12 ат. (11,8 бар), средняя температура 35°С. Абсорбент - газойль с молекулярным весом 200 содержит 0,1% мас. пропана. Часовой расход газа при нормальных условиях 4000 м3/ч. Расход абсорбента принимается 6 кг/м3 газа или 24 000 кг/ч. Предполагается, что применим закон Рауля-Дальтона.

Скачать решение задачи 4.19

Задача 4.20 На абсорбцию направляется газ состава, приведенного в табл. 5 качестве абсорбента используется бутан. Целевым продуктом является этилен. Степень извлечения его 95%,, т. о. ф = 0,95. Абсолютное давление в абсорбере Р = 34 ат,   температура t = -20° С. На основании практических данных число теоретических тарелок принято равным 8. Требуется определить расход абсорбента и состав растворенного и остаточного газов.

На абсорбцию направляется газ состава, приведенного в табл. 5 качестве абсорбента используется бутан

Скачать решение задачи 4.20

Задача 4.21 Рассчитать десорбер для отпаривання смеси пропана и этана от газойля при температуре t = 110°C и абсолютном давлении Р = 5 ат. Молярное содержание и поступающем абсорбенте пропана 1,26%, этана 0,5%. Содержание пропана выходящем абсорбенте 0,1%. Молекулярный вес абсорбента 200. Число теоретических тарелок 6.

Скачать решение задачи 4.21

Задача 4.22 Рассчитать адсорбер для осушки 33000 кг/ ч или 800 м3/ч (при рабочих условиях) газа пиролиза синтетическим цеолитом. Характеристика газа: содержание влаги z1 = 0,025% мас.; абсолютное давление P = 42 ат = 41,2 бар; температура t = 7 С. Характеристика цеолита: насыпная плотность pн = 720 кг/м3; пористость слоя гранул л = 0,38; влагоемкость а = 4%. Требуется довести содержание влаги до z2 = 0,0005% мас. На основании практических данных необходимое время контакта 0,5 мин, допустимая линейная скорость газа в свободном сечении адсорбера w = 0,08 м/сек.

Скачать решение задачи 4.22

Задача 4.23 Рассчитать реактор установки каталитического крекинга на шариковом алюмосиликатном катализаторе, производительностью 65000 кг/ч вакуумного газойля. На основании экспериментальных данных выход продуктов крекинга составляет (в % мас. без учета потерь) газ С1-С4 – 12,4; стабильный бензин – 32; легкий газойль 30, тяжелый газойль – 20,6; кокс – 5. Условия крекинга температура 475-480°С. Объемная скорость 1 ч-1, кратность циркуляции катализатора и сырья 4,5 : 1. Расход водяного пара на отпарку катализатора 3%, тепловой эффект реакции 40 ккал/кг сырья. Равновесный индекс активности катализатора равен 32, температура поступающего сырья tc = 460 C, абсолютное давление сырья на входе в реактор 2ат (1,96 бар), абсолютное давление на выходе из зоны реакции 1,4 ат (1,37 бар). Расход водяного пара в печи составляет 2% на сырье, доля отгона сырья в этих условиях е = 0,9. Расход водяного пара 1300 кг/ч.

Характеристика сырья и продуктов
Наименование    Относит. плотность, кг/м?    Мол. мас.
Сырье    0,8    300
Газ    -    42,3
Бензин    0,77    112
Легкий газойль    0,8    240
Тяжелый газойль    0,92    320
Характеристики катализатора
Насыпная плотность, кг/м3    750    
Средний диаметр частиц, мм    3,5    
теплоемкость, ккал/кг*С    0,23    

Рассчитать реактор установки каталитического крекинга

Скачать решение задачи 4.23

Задача 4.24 Рассчитать реактор и регенератор установки каталитического крекинга вакуумного газойля в кипящем слое. Производительность установки 190000 кг/ч. Катализатор синтетический микросферический, насыпная плотность катализатора 800 кг/м3, средний размер частиц 65 мк. Условия процесса: температура 500°С, массовая скорость подачи сырья 1,5 ч-1, массовая кратность циркуляции катализатора и сырья не менее 6 : 1, абсолютное давление в реакторе 1,6 ат (1,57 бар). На основании экспериментальных данных выход продуктов крекинга составляет (в % мас. без учета потерь) газ С1-С4 – 18; стабильный бензин – 33; легкий газойль 24, тяжелый газойль – 18; кокс – 7. Элементный состав кокса С = 92%, Н = 8% отношение СО : СО2 в продуктах горения 0,7 : 1. По экспериментальным данным интенсивность выжига кокса в реакторе при температуре 600 С, абсолютном давлении 2 ат и концентрации кислорода и газах регенерации 1% составляет kн = 60 кг/т*ч. Допускаемые линейные скорости паров и реакторе 0,5 м/сек, газов в регенераторе 0,7 м/с (на основании опытных данных, полученных па полупромышленной установке). На установке имеется печь, для подогрела сырья до 380° С. Расход водяного пара па отпарку катализатора составляет 3% на сырье, или 5700 кг/ч; расход пара па транспорт катализатора 0,005 кг/кг

Скачать решение задачи 4.24

Задача 4.25 Рассчитать реактор для алкилирования бензола тетрамером пропилена в присутствии хлористого алюминия при следующих условиях: температура 50 С; давление атмосферное; продолжительность реакции в реакторе периодического действия 1 ч; молекулярное соотношение бензол : тетрамер пропилена 7,5 : 1; тепловой эффект реакции 80 ккал/кг алкилбензола; производительность установки 1500 кг/ч тетрамера пропилена. Выход целевой фракции додецилбензола составляет 98% от взятого полимера, а общий выход алкилбензолов 130%, считая на полимер. Выход додецилбензола, считая на алкилбензолы, составляет, следовательно, Хлористый алюминий в количестве 6% на сырье вводится в виде комплекса с алкилбепзоламн. Количество комплекса составляет 250% на хлористый алюминий, или 15% на сырье. Температура поступающего сырья 40° С, температура комплекса 60° С.

Характеристика  сырья,   катализатора и   продуктов
Наименование    Относит. плотность, кг/м?    Мол. мас.
Тетрамер пропилена    0,77    162
Бензол    0,878    78
Комплекс    1,07    -
Алкилбензолы    0,87    243

Рассчитать реактор для алкилирования бензола тетрамером пропилена

Скачать решение задачи 4.25

Задача 4.26 Рассчитать реактор непрерывного действия для полимеризации этилена под низким давлением. Условия процесса: температура 75° С; абсолютное давление 2,5 атм (2,45 бар). Время пребывания (считая на бензин) 3,5 ч. Бензиновая фракция, используемая в качестве растворителя, имеет плотность 0,70, среднюю молекулярную температуру кипения 90° С и молекулярный вес 95. Тепловой эффект реакции qp = 1000 ккал/кг образовавшегося полиэтилена; теплоемкость полиэтилена сН = 0,6 ккал/кг. Температура бензина, подаваемого в реактор, 40°С, раствора катализаторного комплекса 30°С, этилена 40°С. Отвод избыточного тепла реакции осуществляется путем отдува из реактора части этилена, насыщенного парами бензина, охлаждения отдуваемого потока, конденсации паров бензина и возврата конденсата и несконденсировавшегося этилена в реактор. Отдуваемый поток охлаждается водой до 40° С. Определяем содержание паров бензина в этилене, выходящем из реактора и охлажденном, пользуясь уравнением (192). Абсолютное давление паров бензина при 75 и 40° С по номограмме (рис. 103) равно Р75 = 0,69 ат (0,676 бар), Р46 = 0,224 ат (0,22 бар).

Рассчитать реактор непрерывного действия для полимеризации этилена под низким давлением

Скачать решение задачи 4.26

   

Cтраница 1 из 5

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100