Задачи Игнатенков Бесков

Содержаться решение задач по химической технологии из задачника Игнатенков Бесков. Решение можно скачать он-лайн. Прилагаются готовые решения контрольных задач

Раздел 3. Химические реакторы

Задача 3.1-1 Проводится жидкофазная реакция первого порядка A -> R. Константа скорости реакции равна 0,45 мин-1. Объемный расход реагента составляет 30 л/мин. Определить степень превращения вещества А в реакторах РИС-н и РИВ объемом 150л каждый.

Скачать решение задачи 3.1-1 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-2 Жидкофазная обратимая реакция 2A <-> R проводится в РИС-н  объемом 2,6 м3. Константа скорости прямой реакции k1=31,4 м3/(кмоль*мин), обратной k2=2 мин-1. Концентрация исходного вещества 0,6 моль/л. Требуемая степень превращения хА=0,8. Определить производительность реактора по продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-2 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-3 В реакторе протекает реакция второго порядка 2A = R с константой скорости реакции равной 2,8*10-1 л/(моль*с). Начальная концентрация вещества А на входе в реактор равна 0,85 моль/л, степень превращения вещества А 0,9. Определить какое количество вещества А можно переработать в РИС-н объемом 2 м3 и в РИВ объемом 0,6 м3.

Скачать решение задачи 3.1-3 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3-1-4 Жидкофазная обратимая реакция второго порядка A + B = R + S проводится в реакторе идеального смешения объемом 40 л. Константа скорости прямой реакции k1=1,8 л/(моль•мин), обратной – k2=0,8 л/(моль•мин). Вещества А и В подаются раздельно в стехиометрическом соотношении. Концентрации веществ в индивидуальных потоках равны 0,5 моль/л. Определить, какое количество веществ А и В перерабатывается за 1 ч, если степень превращения вещества А составляет 0,85 от равновесной.

Скачать решение задачи 3.1-4 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-5 В жидкофазном процессе протекает реакция второго порядка 2А → R. с константой скорости реакции равной 2,3 л/(моль·мин). Объемный расход смеси с концентрацией исходного реагента СА0 = 0,5 кмоль/м3 равен 3,6 м3/ч. Определить производительность РИС-н объемом 0,4 м3 по продукту R. Рассчитать объем РИВ для полученной производительности.
Скачать решение задачи 3.1-5 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-6 В реакторе периодического действия при проведении реакции получены следующие результаты:

В реакторе периодического действия при проведении реакции получены следующие результаты:

Используя данные результаты, сравнить эффективность РИВ и РИС-н для степени превращения 0,8.

Скачать решение задачи 3.1-6 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-7 Жидкофазный процесс, описываемый реакцией первого поряд-ка A  R, проводится в реакторе идеального смешения, время пребывания в котором составляет 360 с. Объемный расход исходного вещества равен 4 м3/ч. Концентрация вещества А СА0 = 2 кмоль/м3.
Рассчитать производительность по продукту R, если известно, что за 120 с в реакторе периодического действия в продукт превращается 40% исходного вещества.

Скачать решение задачи 3.1-7 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-8 Жидкофазный процесс описывается простой реакцией первого порядка A  R с константой скорости реакции k = 0,45 мин-1. Объемный расход вещества А составляет 30 л/мин. Определить степени превращения вещества А в РИС-н и РИВ объемом по 145 л.

Скачать решение задачи 3.1-8 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-9 Реактор периодического действия за 8 ч работы производит 4,75 кмоль продукта. Для того чтобы загрузить реактор и нагреть его до температуры реакции, требуется 0,2 ч, а чтобы выгрузить продукт и подготовить реактор к следующему циклу, - 0,8 ч. Определить необходимый объем реактора, если 90 % поступающего в реактор исходного реагента с концентрацией 8 моль/л подвергается превращению, константа скорости реакции = 0,003 мин-1.

Скачать решение задачи 3.1-9 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-10 Жидкофазный процесс описывается простой реакцией перво-го порядка с константой скорости равной 0,12 мин-1. Концентрация вещества А в исходном потоке равна 3 кмоль/м3. Требуемая степень превращения вещества А ха = 0,85. Определить, какое количество вещества А можно переработать за 1 ч в реакторе идеального смешения и реакторе идеального вытеснения объемом 0,8 м3.

Скачать решение задачи 3.1-10 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-11 В реакторе периодического действия при изотермическом режиме работы и без изменения массовой плотности реакционной смеси проводят параллельную реакцию первого порядка

реакционной смеси проводят параллельную реакцию первого порядка

Через 50 мин после начала реакции 90% исходного вещества разложилось. Получившийся продукт содержит на 1 моль продукта S - 9,1 моль продукта R. На начало реакции продукты R и S отсутствовали. Определить константы скоростей реакций.

Скачать решение задачи 3.1-11 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-12 Жидкофазная реакция А + В  R проводится в непрерывном реакторе смешения. Константа скорости реакции k = 0,005 л/(моль•мин). Потоки веществ А и В подаются в реактор раздельно с равными объемными скоростями. Концентрации веществ в индивидуальных потоках соответственно СА = 2,4 моль/л, СВ = 3,6 моль/л. Необходимая степень превращения вещества А равна 80%. Определить допустимый расход веществ А и В в час.

Скачать решение задачи 3.1-12 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-14 Жидкофазная реакция 2A → R + S имеет константу скорости 0,38 л/(моль•с). Объемный расход вещества А с концентрацией СА0 = 0,4 моль/л равен 40 л/мин.
Определить объемы реакторов РИС-н и РИВ при проведении процесса до степеней превращения 0,3; 0,5; 0,7; 0,9.

Скачать решение задачи 3.1-14 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3-1-16 Жидкофазная необратимая реакция первого порядка имеет константу скорости 0,45 мин-1. Объемный расход реагента А с концентрацией СА0 = 1,6 моль/л составляет 3,6 м3/ч.
Определить производительность по продукту R в реакторе идеального смешения и реакторе идеального вытеснения, если их объемы равны 145 л.

Скачать решение задачи 3.1-16 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-17 Жидкофазная реакция A  2R имеет константу скорости реакции равную 3,8ч-1. Объёмный расход исходного вещества составляет 33,5 м3/ч. Концентрация СА0=0,8 моль/л. Рассчитать суточную производительность по продукту R для реактора смешения объемом 4м.

Скачать решение задачи 3.1-17 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-18 Жидкофазная обратимая реакция второго порядка 2А ↔ R + S имеет константу скорости прямой реакции k = 2-10-3 м3/(кмоль*с) и константу равновесия КP = 9. Объемный расход исходного вещества с концентрацией СA0 = 1,5 моль/л составляет 4,8 м3/ч, требуемая степень превращения вещества А - 80% равновесной степени превращения.
Определить необходимые объемы реакторов идеального смешения и идеального вытеснения для проведения данного процесса.

Скачать решение задачи 3.1-18 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-19 Жидкофазная реакция A + B = R + S с константой скорости прямой реакции k1 = 1,8 л/(моль•мин) и константой скорости обратной реакции k-1 = 0,8 л/(моль•мин), проводится в реакторе идеального смешения объемом 40 л. Потоки веществ А и В подаются в реактор раздельно с равными концентрациями СА = СВ = 0,8 моль/л. Вещества А и В в реакторе находятся в стехиометрическом соотношении. Требуемая степень превращения вещества А хА = 0,9 хАравн. Рассчитать объемный расход реагентов.

Скачать решение задачи 3.1-19 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-20 Жидкофазная реакция 2А  R с константой скорости реакции равной 0,4 мин-1 проводится в реакторе идеального смешения объемом 0,5 м3. Объемный расход вещества А составляет 20 л/мин. Определить какую степень превращения можно достигнуть в этих условиях, и рассчитать объем реактора идеального вытеснения для достижения той же степени превращения и производительность по продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-20 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-21 В непрерывном реакторе идеального смешения осуществляется жидкофазный процесс, описываемый последовательной реакцией

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-21

Константы скорости реакций k1=0,6 ч-1, k2=0,8 ч-1. Объёмный расход реакционной смеси равен 2,4 м3/ч. Исходные концентрации веществ соответственно: СА0=5моль/л, СR0S0=0.

Рассчитать необходимый объем реактора для получения максимального выхода целевого продукта R, степень превращения исходного вещества А, селективность и выход по целевому продукту, суточную производительность по продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-21 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-22 В непрерывном реакторе идеального вытеснения осуществляется жидкофазный процесс, описываемый последовательной реакцией

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-22

Константы скорости реакций k1=0,6 ч-1, k2=0,8 ч-1. Объёмный расход реакционной смеси равен 2,4 м3/ч. Исходные концентрации веществ соответственно: СА0=5моль/л, СR0=СS0=0.
Рассчитать необходимый объем реактора для получения максимального выхода целевого продукта R, степень превращения исходного вещества А, селективность и выход по целевому продукту, суточную производительность по продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-22 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-23 В проточном реакторе идеального смешения проводится реакция:
A+B -k→R
Однако вещества А и В склонны к полимеризации, описываемой уравнениями:
2A -k2S и 2B -k2D  
Определить оптимальное соотношение А и В в реакторе для получения максимального выхода целевого продукта R.

Скачать решение задачи 3.1-23 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-25 Жидкофазный процесс описывается последовательной реакцией

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-25

Константы скорости реакций k1=2 ч-1, k2=0,8 ч-1. Объёмный расход реакционной смеси равен 1,2 м3/ч. Исходная концентрация вещества А равна СА0=1,8моль/л.
Рассчитать объем реактора идеального смешения для получения С, селективность и производительность по продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-25 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-26 Жидкофазный процесс описывается реакцией:
A -k1R
A -k2S
Константы скоростей реакции k1 = 3,8 мин-1; k2 = 1,5 мин-1. Исходная концентрация вещества А с равна 1,4 моль/л. Требуемая степень превращения хА = 0,9.
Определить какое количество вещества А можно переработать в РИС-н объемом 0,6 м3 и в РИВ объемом 0,2 м3. Рассчитать селективность и производительность по целевому продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-26 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-27. Газофазная необратимая реакция второго порядка А → 3R исследовалась в опытном реакторе, представляющем собой трубу длиной 1,8 м и диаметром 2,54 см. Реакцию изучали при температуре 350 °С под давлением 4,9*105 Па. Расход исходной смеси газа составлял 31*10-5 м3/с. При этих условиях была достигнута степень превращения ХА = 0,6. Промышленный процесс проводят при температуре 350 °С и давлении 2,45*106 Па. Мощность промышленной установки по газу составляет 2,35*10-2 м3/с. Исходная газовая смесь содержит 50% вещества А и 50% инерта. Требуемая степень превращения 0,8.
Определить, какое количество труб указанного размера должен иметь промышленный реактор.

Скачать решение задачи 3.1-27 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-28 Газофазный процесс, описываемый простой необратимой ре-акцией 2A → 3R + S первого порядка, проводится при температуре 457 °С и давлении 9,8*105 Па. Константа скорости равна 1,25*10-3 с-1, скорость подачи исходного реагента - 2,5*10-3 кмоль/с, требуемая степень превращения 0,9.
Определить объем реактора идеального вытеснения для проведения данного процесса.

Скачать решение задачи 3.1-28 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-29 Газофазная реакция А → S осуществляется в реакторе идеального вытеснения до степени превращения равной 0,9. Константа скорости реакции k = 2,3•10-2 с-1. В реактор подается исходный реагент А в количестве 2•10-4 кмоль/с при температуре 227 °С и давлении 9,8•104 Па.
Рассчитать требуемый объем реактора.

Скачать решение задачи 3.1-29 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-30 Определить объем реактора идеального вытеснения для проведения процесса разложения фосфина. Реакция 2РН3 = 2Р(г) + 3Н2 протекает по первому порядку.
Процесс проводится под давлением 4,51*105 Па и при температуре 377 °С. Расход фосфина составляет 5,03*10-4 кмоль/с. Константа скорости реакции равна 2,78*10-3 с-1.
Газовая постоянная К = 0,804*104 Па-м3/(кмоль*град). Требуемая степень превращения фосфина равна 0,8.

Скачать решение задачи 3.1-30 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-31 Реакция метана с серой СН4 + 2S2 = CS2 + 2H2S проводится при температуре 873 К и атмосферном давлении в реакторе идеального вытеснения. Расход серы в общем количестве газа, подаваемого в реактор, в 2 раза больше, чем расход метана. Константа скорости реакции k= 11,9 м3/(моль•ч).
Определить время пребывания реакционной смеси в реакторе для достижения степени превращения метана равной 0,7.

Скачать решение задачи 3.1-31 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-33 Жидкофазный процесс, описываемый обратимой реакцией второго порядка A + B = R + S с константами скорости прямой k1 = 22 л/(моль-мин) и обратной k-1 = 2 л/(моль-мин) реакций, проводится в РИС-н объемом 0,5 м3. Потоки веществ А и В подаются в реактор раздельно с равными концентрациями САисх=СВисх. После взаимного разбавления потоков концентрация СА0 = 1,6 кмоль/м3, а соотношение концентраций СА0:СВ0 = 1:1,5. Процесс проводится до хВ = 0,6.
Определить объемные потоки исходных веществ и производительность по продукту R. Рассчитать производительность системы состоящей из трех реакторов указанного объема, соединенных последовательно, при достижении заданной степени превращения.

Скачать решение задачи 3.1-33 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-34 Жидкофазный процесс описывается сложной реакцией
A + 3B = D + S
2А= R
2R = Р
Исходная смесь, в которой отсутствуют продукты реакций, подается с объемным расходом 5 л/с и концентрацией вещества А СА0 = 10 кмоль/м3. На выходе из реактора концентрации CB = 2, СA = 5, CR = 1, CS = 3кмоль/м3 Определить расход реагента В.

Скачать решение задачи 3.1-34 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-35. Процесс описывается реакцией второго порядка типа 2А → R с константой скорости равной 2,8*10-2 м3/(кмоль с). Исходная концентрация вещества А в потоке составляет 0,8 кмоль/м3. Требуемая степень превращения вещества А состовляет 0,85. Определить часовую производительность по продукту R в реакторе вытеснения объемом 0,6 м3 и в реакторе смешения объемом 2 м3.

Скачать решение задачи 3.1-35 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-36. Жидкофазный процесс описывается последовательной реакцией типа

Рисунок к задаче 3.1-36 (Игнатенков, Бесков)с

Константы скорости реакций k1=0,5 ч-1, k2=0,8 ч-1. Исходная концентрация вещества А равна 1,8моль/л. Объёмный расход вещества а составляет 18 м3/ч. Рассчитать объем реактора смешения для получения максимального количества вещества R, селективность и производительность по продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-36 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-37 Жидкофазная реакция типа А=2R имеет константу скорости k=0,12мин-1. Концентрация вещества А равна 3,0моль/л. Реакция осуществляется в реакторе вытеснения объемом 0,3. Заданная степень превращения вещества А составляет 0,88. Определить производительность по продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-37 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-38 Жидкофазная реакция типа А=2R имеет константу скорости k=3,8 ч-1 Объемный расход исходного вещества с концентрацией 0,8 моль/л составляет 14,5 м3/ч. 

Определить суточную производительность по продукту R для реактора смешения объемом 4 м3.

Скачать решение задачи 3.1-38 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3-1-40 Жидкофазный процесс описывается реакцией первого порядка с константой скорости 0,12 мин-1. Концентрация вещества А в исходном потоке равна 3 кмоль/м3. Требуемая степень превращения вещества А составляет 0,88.
Определить какое количество вещества А можно переработать в реакторе идеального смешения объемом 3,6 м3.

Скачать решение задачи 3.1-40 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-41 Процесс описывается реакцией второго порядка с константой скорости реакции равной 2,3*10-3 м3/(кмоль*с). Исходная концентрация вещества А составляет 0,6 моль/л, объемный расход вещества А - 3,6 м3/ч. Определить производительность реактора смешения объемом 0,4 м3 по продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-41 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-42. Процесс описывается реакцией второго порядка с константой скорости 2,3-10-2 м3/(кмоль-с). Исходная концентрация вещества А составляет 0,6 моль/л, объемный расход вещества А - 3,6 м3/ч.
Определить производительность реактора вытеснения объемом 200 л по продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-42 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-43 Процесс описывается реакцией первого порядка А -> 2R с константой скорости 2,3*10-3 с-1. Исходная концентрация вещества А составляет 1,6 моль/л, объемный расход вещества А = 3,6 м3/ч. Заданная степень превращения по веществу А равна 0,86.
Определить производительность реактора вытеснения по продукту R и его объем.

Скачать решение задачи 3.1-43 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-44 Процесс описывается реакцией первого порядка типа А=2R с константой скорости k=2,3*10-3 с-1. Исходная концентрация вещества А составляет 1,6 моль/л, заданная степень превращения по веществу А – 0,86. Объём реактора смешения равен 0,3 м3.
Определить, какое количество вещества А можно переработать за сутки.

Скачать решение задачи 3.1-44 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-45 Процесс описывается обратимой реакцией первого порядка А <=> 2R с константами скоростей k1 = 2,4 ч-1 (прямой реакции), k2 = 0,4 л/(моль*ч) (обратной). Исходная концентрация вещества А составляет 1,6 моль/л. Заданная степень превращения вещества R равна 0,9 равновесной. Объем реактора смешения составляет 0,3 м3. Определить производительность реактора по веществу R за сутки.

Скачать решение задачи 3.1-45 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-46 Процесс описывается обратимой реакцией первого порядка 2А <=> R с константами скоростей k1 = 61,4 м /(моль*ч) (прямой реакции), k2 = 2,4 ч  (обратной). Исходная концентрация вещества А составляет 1,4 моль/л. Заданная степень превращения вещества R равна 0,8 равновесной. Объем реактора смешения составляет 0,22 м3. Определить производительность реактора по веществу R за час.

Скачать решение задачи 3.1-46 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-47 Процесс описывается реакцией первого порядка типа А=2R с константой скорости k=0,6 мин-1. Заданная степень превращения по веществу А – 0,85. Исходная концентрация вещества А составляет 1,8 кмоль/м3, производительность реактора по продукту R= 5,8кмоль/ч. Определить требуемый объем реактора вытеснения.

Скачать решение задачи 3.1-47 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-48 Процесс описывается реакцией первого порядка типа А=2R с константой скорости k=0,24 мин-1. Заданная степень превращения по веществу А = 0,8. Исходная концентрация вещества А составляет 1,8 кмоль/м , производительность реактора по продукту R= 5,8кмоль/ч.
Определить требуемый объем реактора смешения и объемный расход исходной смеси.

Скачать решение задачи 3.1-48 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-49. Процесс описывается реакцией типа 2А  R с константой скорости равной 0,64 л/(моль мин). Заданная степень превращения вещества А состовляет 0,8, исходная концентрация вещества А составляет 1,8 кмоль/м3, производительность реактора по продукту R = 3,8 кмоль/ч. Определить требуемый объем реактора смешения.

Скачать решение задачи 3.1-49 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-50. Процесс описывается реакцией типа 2А → R с константой скорости равной 0,24 л/(моль*мин). Исходная концентрация вещества А составляет 1.8 кмоль/м3, производительность реактора по продукту R = 3,8 кмоль/ч, концентрация продукта R на выходе – 0,8 моль/л.
Определить требуемый объем реактора вытеснения и получаемую степень превращения вещества А.

Скачать решение задачи 3.1-50 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1--51. Процесс описывается реакцией типа 2А  R с константой скорости равной 0,24 л/(моль мин). Исходная концентрация вещества А составляет 1.8 кмоль/м3. Процесс проводится в реакторе вытеснения объемом 0,8 м3. Объемный расход вещества А равен 1,8 м3/ч. Определить производительность реактора по продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-51 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-52 Процесс описывается реакцией типа А + В = R с константой скорости равной 0,54 л/(моль/мин). Объемные потоки вещества А с концентрацией 1,8 моль/л и вещества В с концентрацией 2,7 моль/л равны 100 и 80 л/мин. Производительность реактора по продукту R составляет 8,64 кмоль/ч, концентрация продукта R на выходе - 0,8 моль/л. Определить требуемый объем реактора смешения.

Скачать решение задачи 3.1-52 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-53 Процесс описывается реакцией типа А + В  R с константой скорости равной 0,28 л/(моль/мин). Объемные потоки вещества А с концентрацией 1,6 моль/л и вещества В с концентрацией 2,0 моль/л равны 100 л/мин. Процесс проводится в реакторе смешения объемом 1,2 м3. Определить производительность реактора по продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-53 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-54. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-54

с константами скоростей k1=2,8*10-1 л/(моль*мин) и k2=0,12 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А с концентрацией 1,6 моль/л равен 100 л/мин, объем реактора смешения -1,2м3.

Определить производительность реактора и селективность процесса по веществу R

Скачать решение задачи 3.1-54 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-55. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-55

с константами скоростей k1=2,8*10-1 л/(моль*мин) и k2=0,12 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А с концентрацией 1,6 моль/л равен 100 л/мин, объем реактора вытеснения -0,4 м3.

Определить производительность реактора и селективность процесса по веществу S.

Скачать решение задачи 3.1-55 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-56. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-56

с константами скоростей k1=2,8*10-1 л/(моль*мин) и k2=0,12 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А с концентрацией 1,6 моль/л равен 100 л/мин. Процесс проводится в реакторе вытеснения. Определить объем реактора и концентрацию вещества S при условии, что производительность реактора по продукту R составляет 4,8 м3.

Скачать решение задачи 3.1-56 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-57. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-57

с константами скоростей k1=2,8*10-1 л/(моль*мин) и k2=0,12 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А с концентрацией 1,6 моль/л равен 100 л/мин. Процесс проводится в реакторе смешения. Определить объем реактора и достигаемую в нем степень превращения вещества А при условии, что производительность по продукту R составляет 4,8кмоль/ч.

Скачать решение задачи 3.1-57 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3-1-58. Процесс описывается параллельной реакцией типа  с константами скоростей k1 = 2,8*10-1 л/(моль*мин) и k2 = 0,12 л/(моль*мин). Поток вещества А поступает с концентрацией 1,6 моль/л. Процесс проводится в  реакторе вытеснения объемом 140л. Степень превращения вещества А составляет 0,7.
Определить производительность реактора по продукту R.

Процесс описывается параллельной реакцией типа  с константами скоростей

Скачать решение задачи 3.1-58 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-59 Процесс описывается параллельной реакцией типа:

A -(k1) R
A -(k2) S

с константами скоростей k1 = 2,8*10-1 л/(моль*мин) и k2 = 0,12 л/(моль*мин). Поток вещества А поступает с концентрацией 1,6 моль/л. Процесс проводится в реакторе смешения объемом 200 л. Степень превращения вещества А составляет 0,8. Определить допустимый расход вещества А.

Скачать решение задачи 3.1-59 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-60 Процесс описывается параллельной реакцией типа:
A -(k1) R
A -(k2) S
с константами скоростей k1 = 1,8*10-1 л/(моль*мин) и k2 = 0,06*10-1 л/(моль•мин). Объемный поток вещества А равен 250 л/мин. Процесс проводится в реакторе смешения объемом 250 л. Концентрация вещества R на выходе из реактора равна 1,2 моль/л.
Определить концентрацию вещества А на входе в реактор и степень превращения вещества А.

Скачать решение задачи 3.1-60 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-61 Процесс описываемый последовательной реакцией типа A  S с константами скоростей k1 = 1,8•10-1 л/(моль•мин) и k2 = 0,06 л/(моль•мин). Объемный поток вещества А равен 40л/мин. Процесс проводится в реакторе смешения объемом 60 л. Концентрация вещества А на входе в реактор составляет 2,4 моль/л. Определить концентрации веществ на выходе из реактора.

Скачать решение задачи 3.1-61 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-62 Процесс описываемый последовательной реакцией типа A  S с константами скоростей k1 = 1,8*10-1 л/(моль*мин) и k2 = 0,06 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А равен 40л/мин. Процесс проводится в реакторе смешения объемом 260 л. Концентрация вещества А на входе в реактор составляет 2,4 моль/л. Определить производительность реактора по продукту R, степень превращения вещества А и селективность по продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-62 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-63 Процесс описываемый последовательной реакцией типа A  S с константами скоростей k1=2,4*10-1 л/(моль*мин) и k2=0,18 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А равен 3,6 м3/ч. Процесс проводится в реакторе смешения объемом 240 л. Концентрация вещества А на входе в реактор составляет 3,4 моль/л.

Определить концентрации всех веществ на выходе из реактора, степень превращения А и селективность по продукту R.

Скачать решение задачи 3.1-63 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-65 Процесс описываемый последовательной реакцией типа A  S с константами скоростей k1 = 1,2*10-1 л/(моль*мин) и k2 = 0,8 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А равен 3,6 м3/ч. Концентрация вещества А на входе в реактор составляет 3,4 моль/л, а степень првращения его - 0,48. Определить концентрации веществ R и S на выходе из реактора и объем реактора смешения.

Скачать решение задачи 3.1-65 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-66. В непрерывном реакторе идеального смешения проводится последовательная реакция типа

Рисунок к задаче 3.1-66 (Игнатенков, Бесков)

Константы скорости реакций k1=2 ч-1, k2=0,8 ч-1. Исходная концентрация вещества А равна СА0=5 кмоль/м3. Продукты R и S на входе в реактор отстутствуют. Рассчитать необходимый объем реактора смешения для максимального выхода целевого продукта R, степень превращения исходного реагента, селективность и выход по целевому продукту, если объёмный расход составляет 2,4 м3/ч.

Скачать решение задачи 3.1-66 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.1-70 Жидкофазная реакция типа A  2R имеет константу скорости равную 3,8 ч-1. Объемный расход исходного вещества с концентрацией 0,8 моль/л составляет 14,5 м3/ч.

Рассчитать суточную производительность по продукту R для реактора смешения объемом 4 м3.

Скачать решение задачи 3.1-70 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-2 Процесс, описываемый параллельной реакцией

Процесс, описываемый параллельной реакцией

протекает в диапазоне температур от 573 до 773 К.
При какой температуре необходимо проводить процесс, чтобы обеспечить образование максимального числа молей продукта R в реакторах идеального вытеснения и идеального смешения непрерывного действия, если константы скорости, с-1, описываются уравнениями k1= 1015exp[–20000/(RT)], k2 = 1014ехр[–10000/(RT)]?

Скачать решение задачи 3.2-2 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

 Задача 3.2-3 Процесс, описываемый параллельной реакцией

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-3

Проводиться в реакторе идеального смешения при изотерическом режиме работы.

Определить температуру, при которой должен работать реактор, чтобы на образование 2 моль продукта R образовывался 1 моль продукта S.
Константы скоростей реакции, с-1, определяются уравнениями: k1=6*1013ехр[-37000/(RT)], k2= 3,7*1013 ехр[-40000/(RT)].

Скачать решение задачи 3.2-3 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-5 Жидкофазный процесс, описываемый параллельно-последовательной реакцией

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-5

осуществляется в проточном реакторе идеального смешения. Константы скорости, с-1, реакции: k1= 1010ехр[-64000/(RT)]; k2 =108 ехр[-80000/(RT)]; k3 = 107 exp[-40000/(RT)].
Определить оптимальную температуру, при которой будет, достигнут максимальный выход продукта R, если требуемая степень превращения исходного вещества составляет 80%.

Скачать решение задачи 3.2-5 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-6 В каскаде из трех реакторов равного объема проводится жидко-фазная реакция А = R + Qp при температуре 368 К. Тепловой эффект реакции равен 1,67*106 Дж/кг. Константа скорости реакции, с-1, описывается уравнением k = 4•106ехр(–7900/Т). Произведение pср= 4,2*106 Дж/град правильная размерность (кг/м3•Дж/(кг*град) = Дж/(м3*град)) остается постоянным и не зависит от степени превращения и температуры. Исходная концентрация вещества А в потоке равна 1 кмоль/м3, молярная масса вещества А – 100 кг/кмоль, производительность каскада по продукту R - 0,375*10-3 кмоль/с, требуемая степень превращения вещества А – 0,95. Первый реактор каскада работает в адиабатическом режиме, второй и третий - с отводом теплоты. Температура реакционной смеси падает в трубопроводах между первым и вторым реактором на 3 град, а между вторым и третьим па 5 град. Коэффициент теплопередачи во втором и третьем реакторе от реакционной смеси к охлаждающей воде равен 11000 Вт/(м2*К). Температура охлаждающей воды в теплообменниках второго и третьего реакторов составляет 288 К.
Определить: поверхность теплообмена во втором и третьем реакторах каскада; необходимую температуру смеси на входе в первый реактор каскада; объем единичного реактора каскада. Показать, что первый реактор каскада работает в устойчивом режиме.

Скачать решение задачи 3.2-6 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-7 Газовая смесь поступает в реактор со скоростью 2,5*10-3 кмоль/с. Начальная температура смеси – 833 К, давление - 5*105 Па, диаметр реактора – 0,2 м. В реакторе адиабатически протекает химическая реакция А + В = R + Qp. Состав исходной смеси в молярных долях, %, следующий: 40 – А, 40 – В и 20 – инертных газов. Теплоемкости исходных реагентов, продуктов реакции и инертных газов соответственно равны 25*10^3, 42*103, 21*103 Дж/(кмоль*К). Тепловой эффект реакции при температуре 278 К составляет 53,3*106 Дж/кмоль. Зависимость константы скорости от температуры:

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-7

Определить необходимую длину реактора для достижения степени превращения по веществу А равной 95 %.

Скачать решение задачи 3.2-7 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-8 В проточном реакторе идеального смешения объемом 2 м3 проводится необратимая экзотермическая реакция с константой скорости, с-1, описываемой уравнением k = 1012ехр[-90000/(/R*T)]. Теплоемкость реакционной смеси равна 20790 Дж/(кг*К) и не зависит от температуры и степени превращения. Плотность реакционной смеси остается постоянной и равной 1000 кг/м3.
Исходный реагент с концентрацией 6 кмоль/м3 подается в реактор со скоростью 5 м3/ч. Тепловой эффект реакции равен 96600 Дж/моль. Температура в реакторе не должна превышать 333 К.
Рассчитать, при какой температуре следует подавать исходный раствор, чтобы процесс протекал в адиабатическом режиме.

Скачать решение задачи 3.2-8 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-9 В реакторе идеального вытеснения, работающем в адиабатическом режиме, протекает необратимая экзотермическая реакция первого порядка.
Определить минимальную температуру, которую необходимо под-держивать на входе в реактор, чтобы обеспечить устойчивый режим работы, если тепловой эффект реакции равен 13500 Дж/моль, а удельная теплоемкость реакционной смеси ср = 145 Дж/(моль-К). Связь степени превращения и температуры представлена следующими данными:
х         0,1            0,25          0,58          0,72          0,88          0,9
Т, К     283           293           303           313           323           333

Скачать решение задачи 3.2-9 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-10 В реакторе идеального смешения объемом 0,3 м3 проводится экзотермическая реакция первого порядка А > R + Qp. Константа скорости реакции, мин-1, описывается уравнением k = 103ехр[-20000/(RT)]. Тепловой эффект реакции сосавляет 9637 кДж/кмоль. Плотность реакционной массы не зависит от температуры и степени превращения и равна 420 кг/м3, удельная теплоемкость раствора - 3,8 кДж/(кг•К). Растворе реагента А подается в реактор с концентрацией 6 кмоль/м3 в количестве 0,6 м3/ч.
Рассчитать, при какой температуре следует подавать исходный раствор компонента А в реактор, работающий в адиабатическом режиме, чтобы температура в нем не превышала 60 °С.
Скачать решение задачи 3.2-10 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-11 Определить максимальную производительность установки, состоящей из двух реакторов, соединенных последовательно: реактора идеального смешения объемом 0,6 м3 и реактора идеального вытеснения объемом 0,1 м3, при проведении реакции 2A -> R + Qр. Константа скорости реакции, м3/(кмоль-с), описывается уравнением k = 4*109ехр(-8000/T). Концентрация реагента А в исходном потоке равна 0,5 кмоль/м3. Исходная температура потока составляет 20 °С, адиабатический разогрев - 60 °С, требуемая степень превращения - 0,96. Установка работает в адиабатическом режиме.

Скачать решение задачи 3.2-11 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-12 В реакторе идеального вытеснения проводится реакция А +В = R + S +Qp в адиабатическом режиме. Концентрации веществ А и В в исходных потоках равны 2,4 кмоль/м3. Общий расход реакционной смеси составляет 1,55•10-3 м3/с, начальная температура потока - 20 °С, температура реакционной смеси на выходе из реактора - 53 °С, Константа скорости реакции описывается уравнением
k = 6,52*105exp(-5,1*103/Т)
Определить объем реактора, необходимый для достижения степени превращения по веществу А равной 0,82

Скачать решение задачи 3.2-12 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-13 Определить температуру проведения реакции и степень пре-вращения, которые будут достигнуты, если реакцию A  R + Qp про-водить в адиабатическом режиме в реакторе идеального смешения объемом 0,05 м3. Объемный расход реагента А с концентрацией 3 кмоль/м3 равен 1,75*103 м3/с, константа скорости реакции, с-1, описывается уравнением k = 105ехр[-45300/(R*T)]. Тепловой эффект реакции составляет 2,8*107 Дж/кмоль. Плотность реакционной смеси равна 524 кг/м3, а теплоемкость - 1200 Дж/(кг-К) и не зависят от степени превращения. Температура входящего потока - 325 К.

Скачать решение задачи 3.2-13 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-14 В реакторе идеального вытеснения объемом 1,26 м3, работающем в адиабатических условиях, проводится реакция первого порядка 2А = R + Qp, с константой скорости, с-1, описываемой уравнением k = 1013ехр[-1200/T]. В реактор подается поток с концентрацией вещества А 3,2 кмоль/м3 при 325 К. Температура реакционной смеси на выходе из реактора составляет 357 К, тепловой эффект реакции - 2,7*107 Дж/кмоль, теплоемкость реакционной смеси - 2,2*103 Дж/(кг*К), плотность реакционной смеси - 850 кг/м3. Определить производительность реактора по продукту R.

Скачать решение задачи 3.2-14 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-15 Необратимую экзотермическую реакцию А = R + Qp с тепловым эффектом равным 2*107 Дж/кмоль проводят в адиабатическом реакторе идеального смешения объемом 10 м3. Константа скорости, с-1, описывается уравнением k = 1013ехр(-12000/Т). Плотность раствора не зависит от степени превращения и температуры и равна 850 кг/м3. Удельная теплоемкость постоянна и равна 2200 Дж/(кг*К). Раствор с концентрацией реагента А равной 5 кмоль/м3 подается в реактор в количестве 10-2 м3/с.
Определить температуру проведения реакции и степень превращения, если раствор реагента А продается при: 290; 300; 310 К.

Скачать решение задачи 3.2-15 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-16 В реакторе идеального смешения непрерывного действия, работающем в адиабатическом режиме, проводится реакция A + B -> R + S + Qp константой скорости, л/(моль-с), описываемой уравнением k = 5,08*105ехр[-4,23*104/(R*T)], и тепловым эффектом равным 75000 кДж/(моль-А). Концентрации исходных реагентов САО = Сво = 1,2 кмоль/м3. Темлоемкость реакционной смеси постоянна и равна 1,8 кДж/(кг-К). Исходный раствор подается с температурой 20 °С в количестве 12 м3/ч. Определить объем реактора для достижения степени превращения

Скачать решение задачи 3.2-16 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-18 В реакторе идеального смешения непрерывного действия проводится экзотермическая реакция А -> R + Qр с тепловым эффектом равным 190 кДж/кмоль. Расход реагента А с температурой 15 °С составляет 0,2 кмоль/с, теплоемкость реакционной смеси - 16,7 кДж/(кмоль*К), температура реакционной смеси на выходе из реактора - 49 °С, степень превращения по веществу А - 0,8, средняя разность температур между охлаждающим агентом и реакционной смесью - 10 град, коэффициент теплопередачи равен 419 кДж/(м2*с*К).
Определить количество отводимой или подводимой теплоты и требуемую площадь теплообмена.

Скачать решение задачи 3.2-18 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-19 Необратимая экзотермическая реакция А > R + Qp с константой скорости, с-1, описываемой уравнением: k = 2,7•108еxp(-7900/(T), проводится в каскаде из трех реакторов идеального смешения равных по объему 2 м3. Тепловой эффект реакции составляет 6,5•107 Дж/кмоль А, концентрация исходного реагента - 0,5 кмоль/м3. Теплоемкость реакционной смеси равна 2400 Дж/(кг•К), а плотность - 850 кг/м3 и не зависят от температуры. Реакционная смесь подается в реактор с температурой 5 °С и скорость 2•10-3 м3/с.
Определить, какое количество теплоты надо подводить или отводить от каждого реактора, если в них поддерживать следующие температуры 15, 25, 35 °С.

Скачать решение задачи 3.2-19 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 3.2-20 Экзотермическая реакция А  R + Qp проводится в непрерывном реакторе идеального смешения, работающем в адиабатическом режиме. Тепловой эффект реакции равен 149 кДж/моль. Исходная концентрация вещества А составляет 0,25 молярной доли. Теплоемкость реакционной смеси постоянна и равна 2,2 кДж/(моль*К). Требуемая степень превращения вещества А составляет 0,95.
Определить температуру реакционной смеси на входе в реактор, если зависимость хА = f(T) представлена следующими данными:

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-20

Отвечает ли полученный результат устойчивому режиму работы реактора идеального смешения?

Скачать решение задачи 3.2-20 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

 

Раздел 4. Сравнительный выбор химических реакторов и их схем

Задача 4.1-3 В каскаде из трех реакторов смешения проводится жидкофазный процесс, описываемый реакцией
A -(k1)→ R -(k2) → S
с константами скоростей k1 = 0,4 мин-1, k2 = 0,3 мин-1.

В каскаде из трех реакторов смешения проводится жидкофазный процесс, описываемый реакцией A -(k1)-> R -(k2) -> S

Время пребывания в реакторах соответственно: t1 = 5 мин, t2 = 7 мин, t3 = 10 мин.
Определить концентрации всех веществ на выходе из каждого реактора и каскада в целом. Продукты реакции в исходном потоке отсутствуют, а концентрация реагента А равна 1,8 моль/л.

Скачать решение задачи 4.1-3 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-6 В проточном реакторе идеального смешения проводится жидкофазная реакция первого порядка с константой скорости k = 0,25 мин-1 и достигается степень превращения равная 0,6.
Определить степень превращения, если вместо одного реактора взять три последовательно работающих реактора идеального смешения при том же реакционном объеме.

Скачать решение задачи 4.1-6 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-7 Жидкофазный процесс, описываемый простой обратимой реакцией второго порядка A + B = R + S с константами скорости прямой k1 = 0,12 м3/(кмоль•с) и k2 = 0,05 м3/(кмоль•с). Потоки веществ А и В подаются в реактор раздельно с равными объемными скоростями и концентрациями СА0 = СВ0 = 1,4 моль/л. Процесс проводится в реакторе идеального смешения объемом 0,1 м3. Трекбуемая степень превращения вещества А равна 0,75хравн.Определить объемные потоки веществ А и В. Рассчитать необходимое количество реактором объемом 0,02 м3, соединенных последовательно для проведения данного процесса.

Скачать решение задачи 4.1-7 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-9 Жидкофазный процесс, описываемый обратимой реакцией второго порядка A + B = R + S с константами скорости прямой k1 = 22 л/(моль*ч) и обратной k-1 = 2 л/(моль*ч) реакций проводится в РИС-н объемом 0,5 м3. Потоки веществ А и В подаются в рактор раздельно с равными концентрациями СА,исх = СВ,исх. После взаимного разбавления потоков концентрация СА0 = 1,6 кмоль/м3, а соотношение СА0 : СВ0 = 1:1,5. Процесс проводится до хВ = 0,6хВ, равн.
Определить объемные потоки исходных веществ и производительность по продукту R.

Скачать решение задачи 4.1-9 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-10 Жидкофазный процесс, описываемый простой реакцией второго порядка A + B -> R с константой скорости реакции 2 л/(моль*мин), осуществлется в каскаде реакторов смешения. Объемные потоки реагирующих веществ А и В VA0 = VB0 = 5 л/мин. Концентрации веществ в потоках одинаковы и равны 1,4 моль/л. Степень превращения вещества А после первого реактора равна 0,25. Требуемая степень превращения должна быть 0,75
Определить объем реактора и количество реакторов в каскаде

Скачать решение задачи 4.1-10 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-12 Определить количество вещества А, перерабатываемого за 1 ч в РИС-н, РИВ и каскаде из трех одинаковых по объему реакторов идеального смешения (см. рис. 4.6) при условии, что во всех случаях объем реакционной зоны равен 2,1 м3. Концентрация вещества А в исходном потоке составляет 3 кмоль/м3, требуемая степень превращения вещества А - 0,8, константа скорости реакции - 0,12 мин-1.

Задача 4.1-12 Определить количество вещества А, перерабатываемого за 1 ч в РИС-н, РИВ и каскаде из трех одинаковых по объему реакторов идеального смешения (см. рис. 4.6) при условии, что во всех случаях объем реакционной зоны равен 2,1 м3. Концентрация вещества А в исходном потоке составляет 3 кмоль/м3, требуемая степень превращения вещества А - 0,8, константа скорости реакции - 0,12 мин-1.

Скачать решение задачи 4.1-12 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-13 Процесс описывается реакцией типа А -> 2R и осуществляется в установке из трех реакторов смешения (см. рис. 4.2). Объемы реакторов vp1 = vp2 = 0,2 м3, vp3 = 0,5 м3. Константа скорости реакции равна 0,02 с-1. Объемный расход вещества А составляет 180 м3/ч. Концентрация исходного вещества А равна 2,6 кмоль/м3. Входной поток вещества А делится поровну. Определить производительность установки по продукту R.

Задача 4.1-13 Процесс описывается реакцией типа А -> 2R и осуществляется в установке из трех реакторов смешения (см. рис. 4.2). Объемы реакторов vp1 = vp2 = 0,2 м3, vp3 = 0,5 м3. Константа скорости реакции равна 0,02 с-1. Объемный расход вещества А составляет 180 м3/ч. Концентрация исходного вещества А равна 2,6 кмоль/м3. Входной поток вещества А делится поровну. Определить производительность установки по продукту R.

Скачать решение задачи 4.1-13 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-14 Процесс описывается реакцией типа А > 2R и осуществляется в установке из трех реакторов смешения (см. рис. 4.2). Объемы реакторов vp1 = vp2 = 0,2 м3, vp3 = 0,5 м3. Константа скорости реакции равна 0,02 с-1. Объемный расход вещества А составляет 180 м3/ч. Концентрация исходного вещества А равна 2,6 кмоль/м3. Степени превращения в обоих ветвях одинаковые. Определить производительность установки по продукту R.

Процесс описывается реакцией типа А > 2R и осуществляется в установке из трех реакторов смешения

Скачать решение задачи 4.1-14 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-15 Жидкофазный процесс описывается реакцией первого порядка типа А → 2R с константой скорости реакции k = 8,3•10-3 с-1. Концентрация исходного вещества составляет 0,36 моль/л. Расход реакционной смеси равен 0,13 м3/мин. Процесс проводится в установке из трех реакторов смешения соединенных последовательно (рис. 4.6) объемом 0,3 м3.
Определить производительность установки по продукту R.

Скачать решение задачи 4.1-15 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-16 Процесс проводится в установке (см. рис. 4.10), состоящей из реактора смешения объемом 0,6 м3 и реактора вытеснения объемом 0,2 м3, соединенных последовательно. Протекает реакция типа А + В = R с константой скорости k = 0,5 м3/(кмоль*с). Объемные расходы вещества А составляют 3 м3/ч с концентрацией 3 кмоль/м3, а вещества В - 4 м3/ч с концентрацией 3 кмоль/м3.
При условиях задачи 4.1-45 определить производительность установки, если реакторы поменять местами.

Процесс проводится в установке (см. рис. 4.10), состоящей из реактора смешения объемом

Скачать решение задачи 4.1-16 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-17 4.1-16(условие) Процесс, описываемый реакцией типа A > R с константой скорости k = 0,027 с-1, проводится в установке (см. рис. 4.5), состоящей из трех реакторов. Объем реактора вытеснения Vp3 = 0,05 м3. Объемы реакторов смешения Vp1 = Vp2. Объемный расход вещества А составляет 100 л/мин с концентрацией 2,8 моль/л. Входящий поток делится поровну.

Процесс, описываемый реакцией типа A > R с константой скорости

Рис. 4.5
При условиях задачи 4.1-16 определить объемы реакторов смешения Vp1 = Vp2, если степени превращения в обеих ветвях одинаковы.

Скачать решение задачи 4.1-17 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-18 Процесс описывается реакцией типа А -> R с константой скорости k = 0,02 с-1. Он проводится в установке, состоящей из двух реакторов объемом Vp1 = 0,075 м3 и Vp2 = 0,05 м3. Объемный расход вещества А составляет 240 л/мин с концентрацией 1,8 моль/л.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-18

Определить объемные расходы, подаваемые в каждый реактор и соответствующие максимальной производительности по продукту R.

Скачать решение задачи 4.1-18 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-19 Процесс описывается реакцией типа А > R с константой скорости k = 0,025 с-1. Он проводится в установке (см. рис. 4.3), состоящей из двух реакторов: реактора вытеснения объемом Vp2 = 0,05 м3 и реактора смешения объемом Vp1 = 0,08 м3. Расход вещества А составляет 576 моль/мин. Концентрация вещества А в потоке равна 0,8 моль/л. Исходный поток разделяется поровну. Определить производительность установки по продукту R.

Задача 4.1-19 Процесс описывается реакцией типа А > R с константой скорости k = 0,025 с-1. Он проводится в установке (см. рис. 4.3), состоящей из двух реакторов: реактора вытеснения объемом Vp2 = 0,05 м3 и реактора смешения объемом Vp1 = 0,08 м3. Расход вещества А составляет 576 моль/мин. Концентрация вещества А в потоке равна 0,8 моль/л. Исходный поток разделяется поровну. Определить производительность установки по продукту R.

Скачать решение задачи 4.1-19 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-20 Процесс, описываемый реакцией первого порядка типа А → R с константой скорости k = 2*10-2 с-1, проводится в системе реакторов:

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-20

Объемный расход исходной смеси равен 120 л/мин, объем реактора вытеснения – 50 л, объем реакторов смешения в каскаде – 25 л.
Определить распределение объемного потока по реакторам, если степень превращения в реакторе вытеснения равна степени превращения в каскаде реакторов смешения.

Скачать решение задачи 4.1-20 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-21 Процесс, описываемый реакцией типа А + В → R с константой скорости k = 0,5 м3/(кмоль*с), проводится в установке, состоящей из двух реакторов смешения, соединенных последовательно, объемом 0,4 м3. Объемные расходы вещества А составляет 3 м3/ч с концентрацией 1,5 кмоль/м3, а вещества В - 3 м3/ч с концентрацией 2 кмоль/м3. Определить производительность установки по продукту R.

Скачать решение задачи 4.1-21 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-22 Процесс описывается реакцией типа А + В → R с константой скорости k = 0,5 м3/(кмоль*с). Он проводится в установке (рис. 4.7), состоящей из реактора смешения объемом 0,6 м3 и реактора вытеснения объемом 0,2 м3, соединенных последовательно. Объемные расходы вещества А составляют 3 м3/ч с концентрацией 3 кмоль/м3, а вещества В - 4 м3/ч с концентрацией 3 кмоль/м3. Определить производительность установки по продукту R.

Задача 4.1-22 Процесс описывается реакцией типа А + В > R с константой скорости k = 0,5 м3/(кмоль*с). Он проводится в установке (рис. 4.7), состоящей из реактора смешения объемом 0,6 м3 и реактора вытеснения объемом 0,2 м3, соединенных последовательно. Объемные расходы вещества А составляют 3 м3/ч с концентрацией 3 кмоль/м3, а вещества В - 4 м3/ч с концентрацией 3 кмоль/м3. Определить производительность установки по продукту R.

Скачать решение задачи 4.1-22 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-23 Процесс, описываемый реакцией второго порядка типа 2A = R с константой скорости превращения вещества Аk = 2*10-2 л/(моль*с), проводится в системе реакторов (см. рис. 4.3).

Процесс, описываемый реакцией второго порядка типа 2A = R с константой

Рис. 4.3.
Объемный расход смеси равен 100 л/мин, объем реактора вытеснения 20 л, объем реактора смешения 80 л. Концентрация вещества А в исходном потоке равна 1,8 моль/л.
Определить производительность установки по продукту R, если время пребывания в обеих ветвях установки одинаковое.

Скачать решение задачи 4.1-23 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-24 Процесс, описываемый реакцией первого порядка типа А → R с константой скорости k = 2,05*10-2 с-1, проводится в системе реакторов. Объемный расход исходной смеси равен 100 л/мин, объем реактора вытеснения – 50 л. Объемы реакторов смешения равны.
Каков должен быть их объем, если входящий поток делится поровну, а степени превращения в обоих ветвях одинаковые? Определить распределение объемного потока по реакторам, если степень превращения в реакторе вытеснения равна степени превращения в каскаде реакторов смешения.

Процесс, описываемый реакцией первого порядка типа А > R с константой скорости k = 2,05*10^-2 с-1, проводится в системе реакторов. Объемный расход исходной смеси равен 100 л/мин, объем реактора вытеснения – 50 л. Объемы реакторов смешения равны. Каков должен быть их объем, если входящий поток делится поровну, а степени превращения в обоих ветвях одинаковые? Определить распределение объемного потока по реакторам, если степень превращения в реакторе вытеснения равна степени превращения в каскаде реакторов смешения.

Скачать решение задачи 4.1-24 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-25 Жидкофазный процесс, описываемый простой реакцией первого порядка A → R с константой реакции k = 2 с-1, проводится в установке, состоящей из четырех реакторов смешения (см. рис 4.8).
Объемы реакторов Vp1 = Vp2 = Vp3 = 3 л (соединены последовательно), Vp4 = 20 л. Объемный расход вещества А составляет 5 л/с с концентрацией исходного вещества А - 2,8 кмоль/м3.

Жидкофазный процесс, описываемый простой реакцией первого порядка A → R с константой реакции k = 2 с-1, проводится в установке, состоящей из четырех реакторов смешения (см. рис 4.8).

Рис. 4.8.
Определить максимально возможную часовую производительность по продукту R. Решать при условиях: τРИС-К = τРИС-1; V0,РИС-К = V0,РИС-1.
Скачать решение задачи 4.1-25 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-26 Определить производительность установки по продукту R, состоящей из двух реакторов соединенных последовательно (см. рис. 4.9): реактора вытеснения объемом 15 л и реактора смешения объемом 30 л. В установке проводится реакция 2А → 3R, с константой скорости превращения вещества А k = 0,04 с-1. Исходное вещество А в количестве 270 моль/мин подается с концентрацией 1,8 моль/л.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-26

Скачать решение задачи 4.1-26 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-27 В установке, состоящей из 3-х реакторов объемами Vp1 = Vp2 = 5 л, Vp3 = 10 л, протекает реакция 2А → 1,5R с константой скорости превращения вещества Аk = 0,6 с-1. Объемный расход вещества А с концентрацией 2,4 моль/л составляет 30 л/мин.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-27

Определить массовую производительность по продукту R.

Скачать решение задачи 4.1-27 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-28 Для реакции разложения вещества А по двум направлениям с образованием целевого R и побочного S продуктов дифференциальная селективность является функцией состава смеси: S'R = 0,6 + 2хА - 5хА2. Реакцию прекращают при степени превращения хА = 0,40. Предложить реактор или систему реакторов вытеснения и смешения для получения максимальной интегральной селективности и рассчитать ее.

Скачать решение задачи 4.1-28 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-29 Жидкофазная реакция разложения 2А → R второго поряка проводится в двух реакторах (смешения и вытеснения) объемом 300 л каждый, соединенных последовательно (см. рис. 4.10). Константа скорости превращения вещества Аk = 0,1 м3/(кмоль*с), исходная концентрация вещества А на входе равна 0,6 кмоль/м3. Объемный расход исходной смеси 0,6 м3/мин. Как изменится производительность системы, если реакторы поменять местами?

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-29

Скачать решение задачи 4.1-29 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-30 В системе реакторов смешения и вытеснения (рис. 4.3) проводится жидкофазный процесс, описываемый реакцией первого порядка типа 2А → R + S с константой скорости реакции k = 0,05 с-1. Исходная концентрация вещества А равна 0,6 кмоль/м3. Объемный расход исходной смеси составляет 0,21 м3/мин. Рассчитать производительность установки по продукту, если степени превращения в реакторах одинаковые, а объемы реакторов равны 20 л.

Скачать решение задачи 4.1-30 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-31 Предложить вариант соединения двух реакторов смешения и вытеснения для получения максимальной производительности продукта при проведении реакции 2А → R с константой скорости превращения k = 4,5 м3/(кмоль•мин). Объемный расход смеси составляет 0,05 м3/с, концентрация вещества А в исходном потоке равна 0,4 моль/л.
Какова будет производительность системы по продукту R?

Скачать решение задачи 4.1-31 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-32 Для реакции разложения вещества А по двум направлениям с образованием целевого R и побочного S продуктов дифференциальная селективность является функцией состава смеси: S'R = 0,5 + 2хА2 - 1,2хА. Реакцию прекращают при степени превращения хА = 0,40. Предложить реактор или систему реакторов вытеснения и смешения для получения максимального выхода продукта R и рассчитать их объемы. Расход реакционной смеси составляет 0,05 м3/с, константы скоростей целевой и побочной реакции соответственно равны 0,3 с-1 и 0,5 с-1.

Скачать решение задачи 4.1-32 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-35 Определить максимальную производительность установки, состоящей из двух последовательно соединенных реакторов смешения и вытеснения объемом по 0,5 м3 (см. рис. 4.10) при проведении реакции второго порядка 2А → R + S + Qр. Константа скорости реакции, м3/(кмоль·с), описывается уравнением k = 4·102ехр(-7000/T). Степень превращения равна 0,9, концентрация вещества А в потоке - 2,0 моль/л, исходная температура потока - 50 °С. Адиабатический разогрев составляет 170 град.

Определить максимальную производительность установки, состоящей из двух последовательно соединенных

Скачать решение задачи 4.1-35 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  4.1-36 Определить максимальную производительность установки, состоящей из двух последовательно соединенных реакторов смешения объемом по 0,5 м3, при проведении реакции первого порядка А>R+QP. Константа скорости равна реакции с-1, описывается равнением k=4*109exp(-7000/T). Степень превращения 0,95, концентрция вещества А в потоке - 0,7 моль/л, исходна температура потока - 20 С.

Скачать решение задачи 4.1-36 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-37 Сравнить производительность двух установок по продукту R двух установок (рис. 4.11), состоящих из трех реакторов смешения, соединенных последовательно при проведении процесса, описываемого реакцией первого порядка типа A = R с константой скорости k = 0,02 с-1. Объемный расход исходного вещества А с концентрацией 20,4 кмоль/м3 составляет 18 м3/ч. Объемы реакторов в каскаде Vp1 = 0,15 м3; Vp2 = 0,25 м3; Vp3 = 0,50 м3.

Сравнить производительность двух установок по продукту R двух установок (рис. 4.11), состоящих из трех реакторов смешения

Сравнить производительность двух установок по продукту R.

Скачать решение задачи 4.1-37 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-38 Процесс, описываемый реакцией второго порядка типа 2A = R, осуществляется в каскаде из трех реакторов смешения. Константа скорости превращения вещества Аk = 0,1 л/(моль*с). Объемный расход исходного вещества А с концентрацией 1,8 кмоль/м3 равен 18 м3/ч. Объемы реакторов в каскаде Vp1 = 0,15 м3; Vp2 = 0,25 м3; Vp3 = 0,50 м3.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-38

Сравнить производительность двух установок по продукту R.

Скачать решение задачи 4.1-38 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-39 Процесс осуществляется в установке из трех реакторов смешения (см. рис. 4.2). Объемы реакторов vp1 = 0,01 м3, vp2 = 0,01 м3, vp3 = 0,2 м3. Константа скорости реакции 2 с-1. Объемный расход вещества А составляет 18 м3/ч, концентрация исходного вещества А равна 2,8 кмоль/м3. Время пребывания в обеих ветвях установки одинаковое.

Процесс осуществляется в установке из трех реакторов смешения

Рис. 4.2.
Определить производительность установки по продукту R.

Скачать решение задачи 4.1-39 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-40 Процесс описывается реакцией типа A → R и осуществляется в установке из трех реакторов смешения (см. рис 4.2). Объемы реакторов Vp1 = 0,01 м3, Vp2 = 0,01 м3, Vp3 = 0,2 м3. Константой скорости реакции k = 2 с-1. Объемный расход вещества А 18 м3/ч, концентрация исходного вещества А - 2,8 кмоль/м3. Степени превращения в обеих ветвях установки одинаковы.

Процесс описывается реакцией типа A > R и осуществляется

Рис. 4.2.
Определить производительность установки по продукту R.

Скачать решение задачи 4.1-40 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-41 Процесс осуществляется в установке (см. рис. 4.3) Объем реактора смешения vp1 равен четырем объемам реактора вытеснения vp2. Протекает реакция второго порядка типа 2A → R. Концентрация вещества А равна 1 моль/л, а константа скорости превращения вещества А - 1 л/(моль*с). Степень превращения в обоих потоках одинакова и равна 0,8.
Выразить объемный поток А и его распределение по реакторам через объем реактора вытеснения.

Задача 4.1-41 Процесс осуществляется в установке (см. рис. 4.3) Объем реактора смешения vp1 равен четырем объемам реактора вытеснения vp2. Протекает реакция второго порядка типа 2A -> R. Концентрация вещества А равна 1 моль/л, а константа скорости превращения вещества А - 1 л/(моль*с). Степень превращения в обоих потоках одинакова и равна 0,8. Выразить объемный поток А и его распределение по реакторам через объем реактора вытеснения.

Скачать решение задачи 4.1-41 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-42 Процесс осуществляется в установке, состоящей из реактора вытеснения и реактора смешения соединенных последовательно (см. рис. 4.9). Объем реактора смешения vРИС равен четырем объемам, л, реактора вытеснения vРИВ. Протекает реакция второго порядка типа 2А → R. Концентрация вещества А, моль/л равна СА0, а константа скорости превращения вещества А = 1 л/(моль•с). Степень превращения в обоих реакторах одинаковая и равна 0,8. Определить производительность установки как функцию объема реактора вытеснения и концентрации СА0.

Задача 4.1-42 Процесс осуществляется в установке, состоящей из реактора вытеснения и реактора смешения соединенных последовательно (см. рис. 4.9). Объем реактора смешения vРИС равен четырем объемам, л, реактора вытеснения vРИВ. Протекает реакция второго порядка типа 2А -> R. Концентрация вещества А, моль/л равна СА0, а константа скорости превращения вещества А - 1 л/(моль•с). Степень превращения в обоих реакторах одинаковая и равна 0,8. Определить производительность установки как функцию объема реактора вытеснения и концентрации СА0.

 

Скачать решение задачи 4.1-42 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.1-46 Процесс проводится в установке (см. рис. 4.10), состоящей из реактора смешения объемом 0,6 м3 и реактора вытеснения объемом 0,2 м3, соединенных последовательно. Протекает реакция типа А + В = R с константой скорости k = 0,5 м3/(кмоль•с). Объемные расходы вещества А составляют 3 м3/ч с концентрацией 3 кмоль/м3, а вещества В - 4 м3/ч с концентрацией 3 кмоль/м3. При условиях задачи 4.1-45 определить производительность установки, если реакторы поменять местами.

Задача 4.1-46 Процесс проводится в установке (см. рис. 4.10), состоящей из реактора смешения объемом 0,6 м3 и реактора вытеснения объемом 0,2 м3, соединенных последовательно. Протекает реакция типа А + В = R с константой скорости k = 0,5 м3/(кмоль•с). Объемные расходы вещества А составляют 3 м3/ч с концентрацией 3 кмоль/м3, а вещества В - 4 м3/ч с концентрацией 3 кмоль/м3. При условиях задачи 4.1-45 определить производительность установки, если реакторы поменять местами.

Скачать решение задачи 4.1-46 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-3 Процесс проводится в установке (рис. 4.13). В реакторе идеального вытеснения объемом 10 л протекает реакция A = R. Производительность по продукту R составляет 10 кмоль/ч, константа скорости реакции - 0,04 с-1 степень превращения в реакторе 0,6, концентрация вещества А в исходном потоке 2,5 кмоль/м3. Определить объем рецикла и концентрацию вещества А в рецикле.

В реакторе идеального вытеснения объемом 10 л

Скачать решение задачи 4.2-3 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-6 Процесс описывается реакцией типа А → 1,5R. Константа скорости реакции равна 0,025 с-1, концентрация вещества А в исходном потоке и рецикле 1,8 кмоль/м3, а на выходе из реактора 0,9 кмоль/м3. Процесс проводится реакторе вытеснения объемом 140 л (см. рис. 4.12). Определить объем рецикла и производительность установки по исходному веществу.

Задача 4.2-6 Процесс описывается реакцией типа А -> 1,5R. Константа скорости реакции равна 0,025 с-1, концентрация вещества А в исходном потоке и рецикле 1,8 кмоль/м3, а на выходе из реактора 0,9 кмоль/м3. Процесс проводится реакторе вытеснения объемом 140 л (см. рис. 4.12). Определить объем рецикла и производительность установки по исходному веществу.

Скачать решение задачи 4.2-6 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-7 В реакторе идеального вытеснения объемом 150 л (см. рис. 4.12) протекает реакция А → 2R. Константа скорости реакции равна 0,015 с-1, степень превращения в реакторе 0,4, концентрация вещества А в исходном потоке - 0,8 кмоль/м3, а на выходе из реактора – 0,36 кмоль/м3.

Определить объем рецикла и концентрацию вещества А в рецикле, а также производительность реактора по исходному веществу.

Определить объем рецикла и концентрацию вещества А в рецикле, а также производительность реактора по исходному веществу.

Скачать решение задачи 4.2-7 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-9 В реакторе идеального смешения протекает реакция 2А=R. Производительность по продукту А составляет 16,2 кмоль/ч, константа скорости реакции – 0,05 м3/(кмоль•с), степень превращения в реакторе – 0,65, концентрация вещества А в исходном потоке и в рецикле – 1,7 кмоль/м3.
Определить производительность установки по продукту R, объём реактора и объём рецикла.

Определить производительность установки по продукту R, объём реактора и объём рецикла.

Скачать решение задачи 4.2-9 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-10 Процесс описывается реакцией 2А → R. Производительность установки (см. рис. 4.12) по продукту А составляет 15,12 кмоль/ч, объемный расход вещества А – 8,4 м3/ч., концентрация вещества А на выходе из реактора - 0,54 кмоль/м3, а в рецикле – 1,8 кмоль/м3. Объем реактора смешения равен 1200 л.

Процесс описывается реакцией 2А → R. Производительность установки (см. рис. 4.12) по продукту А составляет

Определить объем рецикла и константу скорости реакции.

Скачать решение задачи 4.2-10 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  4.2-11 Процесс описывается реакцией типа 2А → R. Производительность установки по продукту А составляет 30,0 кмоль/ч, константа скорости реакции - 0,029 м3/(кмоль·с), концентрация вещества R в выходном потоке - 2,5 кмоль/м3, объем рецикла - 10,8 м3/ч, концентрация вещества А на выходе из реактора -1,125 кмоль/м3.
Определить производительность установки по продукту R, объем реактора смешения, концентрацию вещества А в рецикле и степень превращения вещества А в реакторе.

Скачать решение задачи 4.2-11 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-12 Процесс описывается реакцией типа 2А → R с константой скорости 0,065 м3/(кмоль*с). Концентрация вещества R в выходном потоке равна 2,5 кмоль/м3. Процесс проводится в установке, состоящей из смесителя См, реактора вытеснения и делителя Д, где отделяется продукт R, а не прореагировавшее вещество А возвращается в цикл. Установка перерабатывает 20 кмоль/ч исходного вещества, которое поступает с концентрацией 1,4 кмоль/м3. Степень превращения вещества А в реакторе равна 0,7, а концентрация вещества А в рецикле - концентрации его на входе в установку.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.2-12

Определить производительность установки по продукту R, необходимый объем реактора вытеснения, объем рецикла и концентрацию вещества R в выходном потоке.

Скачать решение задачи 4.2-12 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-13 Процесс описывается реакцией 2А → R с константой скорости k = 0,065 м3/(кмоль*с). Концентрация вещества R в выходном потоке равна 2,5 кмоль/м3. Процесс проводится в установке состоящей из смесителя См, реактора вытеснения и делителя Д, где отделяется продукт R, а непрореагировавщее вещество А возвращается в цикл. Установка перерабатывает 20 кмоль/ч исходного вещества, которое поступает с концентрацией 1,4 кмоль/м3. Степень превращения вещества А в реакторе составляет 0,7, а концентрация вещества А в рецикле равна концентрации его на входе в установку.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.2-13

Определить производительность установки по продукту R, необходимый объем реактора вытеснения, объем рецикла и концентрацию вещества R в выходном потоке.

Скачать решение задачи 4.2-13 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-14 Процесс описывается реакцией 2А = R и проводится в установке, состоящей из смесителя См, реактора вытеснения и делителя Д (см. рис. 4.12), вырабатывает 9 кмоль/ч продукта R с концентрацией его в выходном потоке 1 кмоль/м3. Константа скорости реакции составляет 0,05 м3/(кмоль•с), концентрация вещества А в рецикле равна концентрации его на входе в установку, концентрация вещества А на выходе из реактора - 0,4 кмоль/м3. Определить объемный поток исходного вещества, необходимый объем реактора вытеснения, объем рецикла.

Процесс описывается реакцией 2А = R и проводится в установке, состоящей из смесителя

Скачать решение задачи 4.2-14 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-16 Процесс, описываемый реакцией типа 2А → R, проводится в установке, состоящей из смесителя См, реактора вытеснения и делителя Д (см. рис. 4.12). Концентрация вещества А в рецикле равна концентрации его на входе в установку и составляет 1,2 кмоль/м3. Концентрация вещества А на выходе из реактора равна 0,334 кмоль/м3. Объем реактора вытеснения равен 140 л.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.2-16

Определить объем рецикла, константу скорости.

Скачать решение задачи 4.2-16 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-17 Процесс, описываемый реакцией типа 2А → R, проводится в установке, состоящей из смесителя См, реактора вытеснения и делителя Д, которая вырабатывает 7 кмоль/ч продукта R. Константа скорости реакции равна 0,07 м3/(кмоль*с). Концентрация вещества А в рецикле и концентрации его на входе в установку составляют 1,4 кмоль/м3. Объем реактора вытеснения равен 120 л.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.2-17

Определить необходимый объем рецикла и концентрацию веществ А и R на выходе из реактора.

Скачать решение задачи 4.2-17 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-22 Процесс описывается сложной реакцией типа   и проводится в установке, состоящей из смесителя См, реактора вытеснения и делителя Д (см. рис. 4.12). Константы скоростей реакции k1 = 3,4 мин-1, k2 = 2,3 мин-1. Степень превращения вещества А в реакторе составляет 65 %. Концентрации вещества А в рецикле и на входе в установку составляют 4,1 кмоль/м3. Объемный расход исходного вещества равен 210 л/ч.

Процесс описывается сложной реакцией типа   и проводится в установке, состоящей из смесителя См

Определить объем реактора вытеснения, объем рецикла и производительность по продукту R.

Скачать решение задачи 4.2-22 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-23 Реакция 2A → R, где k=6,01*10-3 м3/(кмоль*с), проходит в РИВ с рециклом. Продукт в исходном растворе отсутствует. Концентрация вещества А в исходном потоке и рецикле равна 2 кмоль/м3. Производительность реактора по продукту составляет 1,2*10-3 кмоль/с. Объём реактора 1 м3.Определить объёмную скорость рецикла и производительность системы по веществу A.

Реакция 2A -> R, где k=6,01*10-3 м3/(кмоль*с), проходит в РИВ с рециклом

Скачать решение задачи 4.2-23 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-24 Жидкофазная необратимая реакция 2А → В с константой скорости k = 5,1*10-3 м3/(моль*с) проводится в реакторе смешения объемом 0,8 м3. Концентрация вещества А в исходном потоке равна 1,65 кмоль/м3. Проанализировать, как введение рецикла (рис. 4.14) может повлиять на степень превращения и производительность по продукту, если общая нагрузка остается без изменений. Исходная скорость подачи Vисх = 2*10-3 м3/с, а объемная скорость рецикла составляет 0,25 исходной скорости подачи.

Скачать решение задачи 4.2-24 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-25 Процесс описывается реакцией 2А = R с константой скорости превращения вещества А k = 0,03 м3/(кмоль*с). Процесс проводится в системах реакторов: 1) РИС с рециклом (см. рис. 4.13); 2) РИВ с рециклом (см. рис. 4.12). Производительность по продукту на выходе из системы составляет 2 кмоль/ч, степень превращения вещества А в реакторе 0,6. Объем реактора равен 0,4 м3. Концентрация вещества А в исходном потоке равна 0,8 кмоль/м3. Определить объем рецикла и концентрацию вещества А в рецикле для случаев 1) и 2)

Процесс описывается реакцией 2А = R с константой скорости превращения вещества

Скачать решение задачи 4.2-25 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-26 Реакция   проводится в РИС с полным рециклом (см. рис. 4.14). Константа скорости прямой реакций: k1 = 3,2•10-3 c-1, а обратной k2 = 0,8•10-3 c-1. В исходном потоке вещество R отсутствует. Общая скорость подачи V0 = 1•10-3 м3/с. Отношение объемной скорости рецикла к общей скорости подачи равно 0,2. Объем реактора равен 1,6 м3. Начальная концентрация исходного вещества А САисх = 1,05 кмоль/м3. Определить концентрацию продукта и производительность системы по продукту.

Рис. 4.14 - Схема реакционного узла с полным рециклом: См - смеситель, Р - реактор. Скачать решение задачи 4.2-26 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Рис. 4.14 - Схема реакционного узла с полным рециклом: См - смеситель, Р - реактор.

Скачать решение задачи 4.2-26 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-27 Реакция A<-(k1, k2)→R(k3,k4)→S, где R - продукт, проходит в РИС с полным рециклом (см. рис. 4.14). Константы скоростей реакций: k1 = 0,8*10-3 c-1, k2 = k3 = k4 = 0,3*10-3 c-1. Объем реактора 1,5 м3, отношение объемной скорости рецикла к скорости подачи Vрец/V0 = 0,19. Начальная концентрация исходного вещества САисх = 1,1 кмоль/м3. Скорость подачи V0 = 1*10-3 м3/с. Определить концентрацию продукта и производительность системы по продукту для системы с рециклом и с РИС без рецикла.

Реакция A<-(k1, k2)->R<-(k3,k4)->S, где R - продукт, проходит в РИС

Скачать решение задачи 4.2-27 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-28 Для реакций A-(k1)->R  2A -(k2)->S+D
константы скоростей k1 = 1*10-3 с-1, k2 =1*10-2 м3/(кмоль•с), объем реактора смешения 2 м3. Производительность системы по исходному веществу 1 – кмоль/с. Концентрация вещества А в исходном потоке 2 кмоль/м3. Отношение объемной скорости рецикла к общей скорости подачи 0,15.
Найти концентрацию продукта R и производительность системы по продукту с полным рециклом (см. рис. 4.14) и без рецикла

бъем реактора смешения 2 м3. Производительность системы по исходному веществу 1 – кмоль/с

Скачать решение задачи 4.2-28 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-29 Реакция A-(k1)→R<-(k2,k3)→S где R - продукт, проходит в РИС с полным рециклом (см. рис. 4.14). Константы скоростей реакций: k1 = 5,1*10-3 c-1, k2 = 3,2*10-3 c1,k3 = 1,7*10-3 c-1. Объем реактора 0,8 м3, отношение объемной скорости рецикла к скорости подачи Vрец/V0 = 0,17. Начальная концентрация исходных веществ и продукта, кмоль/м3: САисх = 1,65; СRисх = 0; СSисх = 0. Плотность реакционной смеси остается постоянной. Скорость подачи V0 = 2*10-3 м3/с. Определить производительность системы по продукту для системы по продукту R и концентрацию продукта в выходящем потоке.

Объем реактора 0,8 м3, отношение объемной скорости рецикла к скорости подачи

Скачать решение задачи 4.2-29 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.2-30 Реакции A+B -k→R и A ←k1, k2→S проводится в РИС с полным рециклом (см. рис. 4.14). Константы скорости реакции: k1 = 2•10-3 м3/(кмоль•с), k2 = 3,2•10-3 c-1, k3 = 0,8•10-3 c-1. В начальный момент времени СS,исх = СR,исх = 0. Общая скорость подачи V0 = 1•10-3 м3/с. Отношение объемной скорости рецикла к скорости подачи равно 0,20. Объем реактора - 1,6 м3. Начальные концентрации исходных веществ: СА,исх = 1,05 кмоль/м3; СВ,исх = 2,4 кмоль/м3.

Схема рациркуляционного узла с полным рециклом: См – смеситель, Р - реактор

Рис. 4.14 Схема рациркуляционного узла с полным рециклом: См – смеситель, Р - реактор
Определить производительность системы по продукту R и концентрацию продукта R.

Скачать решение задачи 4.2-30 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  4-2-32 Реакция A -(k1)-> R -(k2)- S проводится в реакторе идеального смешения с рециклом

Реакция A -(k1)-> R -(k2)- S проводится в реакторе идеального смешения с рециклом

Константы скорости реакции  k1 = 3,7*10-3 с-1, k2 = 2,4*10-3 c-1. Объем реактора V = 1м3 Исходная концентрация вещества А CA0 = 0,5 кмоль*м3. Производительность системы по исходному веществу G'A0 =1,25*10-3 кмоль с-1. Концентрация продуктов в исходной смеси СR0 = CS0 = 0 Сепаратор полностью отделяет продукт от непрореагировавшего вещества А, причем концентрация непрореагировавшего вещества А после реактора равна концентрации в рецикле. Система работает таким образом, что достигается максимальная концентрация продукта R.
Определить: 1) отношение объемной скорости рецикла к общей скорости подачи; 2) производительность системы по продукту; 3) концентрацию вещества А в растворе, подаваемом в реактор.

Скачать решение задачи 4.2-32 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  4.3-1 Реакция типа 2A = R с константой скорости равной 2,4 м3/(кмоль*мин) осуществляется в установке, состоящей из смесителя, реактора вытеснения и делителя. Цена исходного вещества А составляет 30 руб./моль, а цена обслуживания реактора – 18 руб./(мин*м3). Стоимость делителя и цена его обслуживания выражаются через цену возвращаемого вещества А равную 12 руб./моль. Производительность установки по продукту R составляет 15 кмоль/ч. Исходный раствор вещества А имеет концентрацию 1,8 моль/л.
Определить оптимальный объём реактора вытеснения, степень превращения и себестоимость продукта R.

Реакция типа 2A = R с константой скорости равной 2,4 м3/(кмоль*мин) осуществляется в установке, состоящей из смесителя, реактора вытеснения и делителя

Скачать решение задачи 4.3-1 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.3-2 При проведении обратимой реакции первого порядка А - R с константой скорости равной 4,8•10-3 с-1 и константой равновесия Кр = 5,5 необходимо получать 4,5•10-4 кмоль/с продукта R. Для проведения процесса может быть использован единичный реактор смешения либо реактор смешения в схеме с фракционным рециклом (см. рис. 4.13). Стоимость исходного вещества А составляет 640 руб./кмоль, производственные затраты на обслуживание реактора равны 8,4 руб./(м3•с), а на обслуживание разделительной установки оцениваются стоимостью возвратного вещества А и равны 140 руб./кмоль А. Концентрация вещества А в входном потоке равна 0,2 моль/л. Делительная установка полностью выделяет продукт, концентрация вещества А в рецикле равна 0,2 моль/л.

Стоимость исходного вещества А составляет 640 руб./кмоль, производственные затраты на обслуживание реактора равны 8,4 руб./(м3•с)

Рис. 4.13
Определить объемы реакторов для предлагаемых двух вариантов, скорость подачи исходной смеси и степени превращения вещества А, при которых обеспечиваются минимальные затраты на осуществление данного процесса.

Скачать решение задачи 4.3-2 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.3-3 Требуется получать 4,2•10-3 кмоль/с продукта R по реакции А = 2R с константой скорости 7,9*10-3 с-1. Концентрация вещества А в потоке равна 4 кмоль/м3. Стоимость исходного вещества А составляет 450 руб./кмоль. Процесс осуществляется в проточном реакторе смешения, стоимость обслуживания которого равна 3,5*10-2 руб./(м3*с).
Определить оптимальную степень превращения, оптимальный объем реактора и объемный поток вещества А.

Схема реакционного узла с фракционным рециклом с реактором смешения

Скачать решение задачи 4.3-3 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.3-4 Требуется получать 4,2*10-3 кмоль/с продукта R по реакции А = 2R с константой скорости 7,9*10-3 с-1. Концентрация вещества А в потоке равна 4 кмоль/м3. Стоимость исходного вещества А составляет 450 руб./кмоль. Процесс осуществляется в проточном реакторе смешения, стоимость обслуживания которого равна 3,5*10-2 руб./(м3*с).
Процесс, описываемый в задаче 4.3-3, осуществляется в установке с делителем (см. рис 4.13), где непрореагировавшее вещество А полностью отделяется от продуктаи возвращается в реактор с концентрацией равной концентрации вещества А в исходном потоке. Затраты на обслуживание делителя выражаются стоимостью возвращаемого вещества А, которая составляет 210 руб./кмоль.
Определить степень превращения, объем реактора и объемный поток вещества А, при которых обеспечиваются минимальные производственные затраты.

Скачать решение задачи 4.3-4 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  4-3-5 Установка производит 3,6 кмоль/ч продукта R по реакции типа   с константой скорости равной 1,2 моль/(л*с). Концентрация вещества А в исходном потоке равна 1,2 моль/л. Стоимость исходного вещества А составляет 170 руб/кмоль. Процесс проводится в реакторе вытеснения, стоимость обслуживания которого равна 0,08 руб/(м3*с). После реактора смесь разделяется на продукт и исходное вещество А и с концентрацией равной 12 моль/л возвращается в реактор. Стоимость процесса разделения выражается через стоимость возвращаемого вещества А равную 90 руб/кмоль. Определить оптимальную степень превращения вещества А в реакторе, оптимальный объем реактора вытеснения и себестоимость продукта R.

Скачать решение задачи 4.3-5 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.3-6 Установка производит 3,6 кмоль/ч продукта R по реакции типа 2А → R с константой скорости равной 1,2 л/(моль*с). Концентрация вещества А в исходном потоке равна 0,5 моль/л. Стоимость исходного вещества А составляет 120 руб./кмоль. Процесс проводится в реакторе вытеснения, стоимость обслуживания которого равна 0,08 руб./(м3*с). После реактора смесь разделяется на продукт и исходное вещество А с концентрацией равной 0,5 моль/л и возвращается в реактор. Стоимость процесса разделения выражается через стоимость возвращаемого вещества А и равна 75 руб./кмоль.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.3-6

Определить оптимальную степень превращения вещества А в реакторе, оптимальный объем реактора вытеснения и себестоимость продукта R.

Скачать решение задачи 4.3-6 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.3-9 Реакция типа 2А = R с константой равной 2,4 мин-1 осуществляется в установке, состоящей из реактора вытеснения и делителя. Цена исходного вещества А составляет 30 руб./моль, а цена обслуживания реактора 18 руб./(мин*м3). Стоимость делителя и его обслуживание выражаются через цену возвращаемого вещества А равную 12 руб./моль. Производительность установки по продукту R составляет 1,5 кмоль/ч. Исходный раствор вещества А имеет концентрацию 1,8 моль/л.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.3-9

Определить оптимальный объем реактора вытеснения, объем рецикла и себестоимость продукта R.

Скачать решение задачи 4.3-9 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.3-10 При проведении обратимой реакции первого порядка А → R с константой скорости равной 4,8•10-3 с-1 и константой равновесия 5,5 необходимо получать 4,5•10-4 кмоль/с продукта R. Для проведения процесса может быть использован единичный реактор смешения либо реактор смешения в схеме с фракционным рециклом (см. рис. 4.13). Стоимость исходного вещества А составляет 640 руб./кмоль, производственные затраты на обслуживание реактора равны 8,4 руб./(м3•с), а на обслуживание разделительной установки оцениваются стоимостью возвратного вещества А и равны 140 руб./кмоль А. Концентрация вещества А в входном потоке равна 0,2 моль/л. Делительная установка полностью выделяет продукт, концентрация вещества А в рецикле равна 0,2 моль/л.

Для проведения процесса может быть использован единичный реактор смешения либо реактор смешения в схеме с фракционным рециклом

Рис. 4.13

Определить объемы реакторов для предлагаемых двух вариантов, скорость подачи исходной смеси и степени превращения вещества А, при которых обеспечиваются минимальные затраты на осуществление данного процесса.

Скачать решение задачи 4.3-10 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.3-11 Требуется получать 4,2•10-3 кмоль/с продукта R по реакции А → 2 R с константой скорости 7,9•10-3 с-1. Концентрация вещества А в потоке равна 4 кмоль/м3. Стоимость исходного вещества А составляет 450 руб./кмоль. Процесс осуществляется в проточном реакторе смешения, стоимость обслуживания которого равна 3,5•10-2 руб./(м3•с).
Определить оптимальную степень превращения, оптимальный объем реактора, оптимальный объемный поток вещества А и себестоимость 1 кмоль вещества А.

Скачать решение задачи 4.3-11 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 4.3-12 Установка (см. рис. 4.12) производит 3,6 кмоль/ч продукта R по реакции типа 2А = R с константой скорости равной 1,2 л/(моль•с). Концентрация вещества А в исходном потоке равна 1,2 моль/л. Стоимость исходного вещества А составляет 170 руб./кмоль. Процесс проводится в реакторе вытеснения, стоимость обслуживания которого равна 0,08 руб./(м3с). После реактора смесь разделяется на продукт и исходное вещество А с концентрацией равной 1,2 моль/л и возвращается в реактор. Стоимость процесса разделения выражается через стоимость возвращаемого вещества А и равна 90 руб./кмоль.
Определить оптимальную степень превращения вещества А в реакторе, оптимальный объем реактора вытеснения и себестоимость продукта R.

Установка (см. рис. 4.12) производит 3,6 кмоль/ч продукта R

Скачать решение задачи 4.3-12 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

   

Раздел 5 и 6 Материальные и тепловые балансы ХТС

Задача 5-2. В абсорбционную установку  подается 20000 м3/ч газа с содержанием 7,8% объемных долей SO2. В результате абсорбции получают олеум с содержанием 10% свободного SO3 и 93% - массовых долей серной кислоты. Степень поглощения триоксида серы в первом абсорбере равна 40%, а общая степень абсорбции - 0,995%. Рассчитать материальный баланс установки.

Скачать решение задачи 5.2 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-5 В установку  конверсии метана аодяным паром (см. рис 5.2) подается 20000м  метана. Степень конверсии метана равна 0,98. Оксид углерода, образующийся в результате конверсии метана, подвергается конверсии водяным паром в следующем реакторе и степень его конверсии составляет 0,96. Рассчитать материальный баланс установки конверсии метана с соотношением метана к водороду как 1:3,1.

Схема материальных потоков с процессе конверсии метана водяным паром

Скачать решение задачи 5-5 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

 

Задача 5-8 Составить уравнения материального баланса для расчета материальных потоков ХТС синтеза аммиака (рис. 5.4), если объем входящего газа V0. концентрация метана в аммиачно-воздушной смеси (АВС) ССН4, степень превращения АВС в реакторе Х, рециркуляционный газ имеет состав: СН4, NH3 и АВС.

Схема материальных потоков в установке синтеза аммиака

 

Схема материальных потоков в установке синтеза аммиака

Скачать решение задачи 5-8 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  5-9 Рассчитать материальный баланс ХТС синтеза аммиака производительностью 10000 кг/ч аммиака из азото-водородной смеси (АВС), содержащей 0,5 объёмных долей СН4, %. Степень превращения АВС в реакторе равна 0,18. Состав рециркуляционного газа: СН4 – 6,0 %, NН3 – 3,0 %, остальное АВС.

N2 + 3H2 = 2NH3

Скачать решение задачи 5-9 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-10. Рассчитать состав и количество нитрозных газов, получаемых при окислении 850   м3/ч аммиачно-воздушной смеси, содержащей 9% аммиака. степень окисления аммиака 0,97, а выход оксида азота составляет 0,95.

Скачать решение задачи 5-10 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  5-11 В абсорбционную установку  подается 15000 м3/ч газа с содержанием 8,3% долей SО2. В результате абсорбции получают олеум с содержанием 20% свободного SO2 и 98%-ную серную кислоту. Степень абсорбции в олеумном абсорбере равна 0,2, а общая степень абсорбции - 0,99%. Рассчитать материальный баланс установки.

Скачать решение задачи 5-11 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-13 Составить материальный баланс печи для сжигания серы производительностью 60 т/сутки. Степень окисления серы 0,95 (остальная сера возгоняется и сгорает вне печи). Коэффициент избытка воздуха a = 1,5. Расчет следует вести на производительность печи по сжигаемой сере в кг/ч.

Скачать решение задачи 5-13 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-14 Составить материальный баланс производства оксида этилена прямым каталитическим окислением этилена воздухом. Состав исходной газовой смеси -3% объемных долей этилена в воздухе. Степень окисления этилена 0,5. Расчет вести на 1 т оксида этилена. Процесс описывается химическим уравнением:

2CH2=CH2 + O2 = 2(CH2)2O

Скачать решение задачи 5-14 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-16 Составить материальный баланс хлоратора в производстве 1 т хлорбензола. Содержание продуктов в массовых долях, %: бензол – 65,0; хлорбензол – 32,0; дихлорбензол – 2,5; трихлорбензола – 0,5. Технический бензол содержит 97,5 % массовых долей С6Н6, технический хлор – 98 % массовых долей Cl2.

Скачать решение задачи 5-16 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  5-17 Составить материальный баланс нитратора производительностью 3 т/ч нитробензола. Выход нитробензола 98 % от теоретического. Состав нитрующей смеси [% (масс.)]: HNO3 – 20; H2SO4 – 60; H2O – 20. Расход нитрующей смеси составляет 4 кг на 1 кг бензола:

С6H6 + HNO3 = C6H5NO2 + H2O.

Скачать решение задачи 5-17 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-18 Составить материальный баланс установки для получения аммиачной селитры производительностью 20 т NН4NО3 в час влажностью 5% массовых долей. В производстве применяется 47%-ная азотная кислота и 100%-ный газообразный аммиак. Потери азотной кислоты и аммиака в производстве составляют 1% производительности. Из нейтрализатора аммиачная селитра выходит в виде 60%-ного раствора NН4NО3 в воде. Определить количество влаги, испарившейся в результате экзотермической реакции нейтрализации

НNО3 + NН3 = NН4NО3.

Скачать решение задачи 5-18 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-19 Рассчитать материальный баланс производства хлора методом электролиза водного раствора хлорида натрия:

2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2

Концентрация NaCl в растворе 310г/л. плотность раствора при условиях электролиза 1,17кг/л. степень разложения 50%. Побочные процессы в расчет не принимать. расчет вести на 1000м  хлора

Скачать решение задачи 5-19 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-22. Составить материальный  баланс производства 1 т сульфата натрия, если в производстве используется поваренная соль, содержащая  97% NaCl, и купоросное масло, содержащее 93% массовых долей H2SO4. Степень разложения NaCl составляет 93%.

Скачать решение задачи 5.22 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-23. Составить материальный баланс производства 1 т технического сульфида натрия (содержание 96%мас.) из сульфата натрия (содержание 95,5% мас.) и электролитического водорода (содержание водорода 97%мас.). На побочные реакции расходуется 2%   и водорода от теоретически необходимого количества для получения 1 т технического  продукта.
Процесс можно описать уравнением реакции:

Na2SO4 + 4H2 →Na2S+4H2O

Скачать решение задачи 5-23 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-24 Рассчитать материальный баланс производства 10000т/ч 90,4%-ной серной кислоты из серного колчедана, содержащего 42% серы, при условии, что степень выгорания веры в колчедане составляет 97%, степень каталитического окисления диоксида серы - 99,3%, а степень абсорбции триоксида серы -99,5%. Обжиговый газ содержит 8% диоксида серы. Воздух влажностью 55% перед подачей в печь для обжига колчедана подвергается осушке получаемой серной кислотой.

Скачать решение задачи 5-24 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-25. Составить материальный баланс производства 61% - ной азотной кислоты при условии, что выход оксида азота при окислении аммиака составляет 97%. Побочные продукты окисления – только азот. Степень абсорбции диоксида азота равна 99%. аммиачно-воздушная смесь перед реактором окисления содержит  9% аммиака. Воздух, подаваемый в производство, имеет относительную влажность 47%.

Скачать решение задачи 5.25 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  5-27 Составить материальный баланс реактора окисления аммиака, в который поступает аммиачно-воздушная смесь с расходом 60000 м3/ч, содержащей 10% объемных долей аммиака. Селективность по оксиду азота составляет 0,95 при полном превращении аммиака. Принять, что в качестве единственного побочного продукта образуется азот.
Окисление аммиака протекает по механизму:

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O

Скачать решение задачи 5-27 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-28 Составить тепловой баланс реактора окисления аммиака, в котором протекают реакции:

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O + 980 кДж (1)
4NH3 + 3O2 = N2 + 6H2O + 1270 кДж (2)

Расход аммиачно-воздушной смеси 60000 м3/ч, содержание аммиака 10 % долей. Селективность по оксиду азота 0,95 при полном превращении аммиака.
Принять следующие значения теплоемкостей для газов, кДж/(моль•град.): аммиак – 38,5, кислород – 30,2, азот – 29,2, водяные пары – 38,0, оксид азота – 31,9. Температура в реакторе 1150 К, общее давление 0,7 МПа.

Скачать решение задачи 5-28 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-31 Составить материальный баланс процесса газификации 1 т кокса, идущей по реакциям:

С + H2O = CO + H2 + 131кДж
CO + H2O = CO2 + H2 + 42кДж

В коксе содержится 3% массовых долей зольных примесей, массовое соотношение пар/кокс составляет 1,5, степень превращения углерода в коксе -0,98, выход монооксида углерода-0,90.

Скачать решение задачи 5-31 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  5-35 Составить материальный баланс производства 1500 кг/ч аммиачной селитры влажностью 3% массовых долей, получаемой нейтрализацией аммиачной воды, содержащей 25% массовых долей аммиака, азотной кислотой, содержащей 58% массовых долей HNO3 при температуре 105 С. Водный раствор аммиачной селитры подают на вакуумный парной аппарат для удаления воды, а плав селитры после выпарки – на грануляцию. Степень превращения по азотной кислоте и аммиаку равна 100%. Потери аммиака в производстве селитры составляют 3% массовых долей.

Скачать решение задачи 5-35 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  5-37 Составить материальный и тепловой балансы реактора полимеризации стирола. Стирол в количестве 2000 кг/ч подастся в реактор при температуре 50 °С. Реакция полимеризации осуществляется в изотермическом режиме. Температура реакционной массы на выходе равна 145°С. Степень превращения стирола составляет 0,9. Температура охлаждающей воды на входе равна 20°С, а на выходе - 60 °С. Принять теплоемкости компонентов реакционной смеси следующими:

Составить материальный и тепловой балансы реактора полимеризации стирола

Скачать решение задачи 5-37 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 6-2 Рассчитать материальный баланс производства экстракционной фосфорной кислоты из апатитового концентрата, содержащего 39,4 % Р2О5, 52 % СаО и 3 % фтора. Норма серной кислоты 100 % от стехиометрической на СаО. Коэффициент извлечения Р2О5 в продукционной кислоте 32 %. В газовую фазу выделяется 20 % фтора от содержащегося в сырье. Влажность гипса на карусельном фильтре: в первой зоне – 47 %, во второй – 44,2 %, в третьей – 42 %, в четвертой – 40 %. В процессе фильтрации 1 т апатитового концентрата испаряется 29,5 кг воды.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 6-2

Расчет провести на 1 т апатитового концентрата.

Скачать решение задачи 6-2 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

   

Cтраница 2 из 2

Яндекс.Метрика Rambler's Top100 www.megastock.com Здесь находится аттестат нашего WM идентификатора 000000000000
Проверить аттестат