Задачи по ОХТ

Задачи по реакторам разные часть 2

Задача 30 Процесс описывается реакцией типа А + В → R с константой скорости k = 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 30

Задача 31 Процесс описываемый реакцией 2A  R с константой скорости k = 5*10-2 с проводится в системе реакторов. Объемный расход исходной смеси равен 200 л/мин, объем реакторы вытеснения 150 л, объем реакторов смешения в каскаде – 50л. Определить распределение объемного потока по реакторам, если степень превращения в реакторе вытеснения равна степени превращения в каскаде реакторов смешения

Определить распределение объемного потока по реакторам, если степень превращения в реакторе вытеснения равна степени превращения в каскаде реакторов смешения

Скачать решение задачи 31

Задача 32 В непрерывном реакторе смешения проводится последовательная реакция типа А  S с константами скоростей k1 = 0,5 ч-1 и k2 = 0,8 ч-1. Исходная концентрация вещества А равна 5 кмоль/м3. Продукты R и S на входе в реактор отсутствуют. Рассчитать необходимый объем реактора вытеснения, степень превращения вещества А, селективность и выход целевого продукта.
Скачать решение задачи 32

Задача 33 В проточном РИС объемом 2 м3 проводится необратимая экзотермическая реакция с константой скорости, с-1, описываемой уравнением k=1012e(-90000/RT). Теплоемкость реакционной смеси равна 20190 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 равен 96600 Дж/моль. Температура в реакторе не должна превышать 333 К. Рассчитать, при какой температуре следует подавать исходный раствор, чтобы процесс протекал в адиабатических условиях.
Скачать решение задачи 33

Задача 34 Сухой полуводяной газ состава, об. %: СО - 37, Н2 - 35, N2 - 22, СО2 - 6, - подвергают конверсии при 500 °С. Определить объем водяного пара, обеспечивающий равновесную степень конверсии хр = 0,51 и определить состав конвертированного газа в об.%. Температурная зависимость константы равновесия реакции СО + Н2О - СО2 + Н2 следующая:
lgKp = 2485,5/T + 1,565*lgT - 0,066*10-3 - 0,207*105/T2 - 6,946
Скачать решение задачи 34

Задача 35 Жидкофазная реакция типа   имеет константу скорости k = 3,8 ч-1. Заданная степень превращения вещества А составляет 0,8, исходная концентрация А - 0,8 моль/л. Объем реактора смешения периодического действия - 4 м3. Коэффициент заполнения 0,8. Время загрузки и выгрузки за одну операцию τв = 20 мин. Определить суточную производительность по продукту R.
Скачать решение задачи 35

Задача 36 Для реакции первого порядка известны данные ΔНr = 11600 кДж/моль, k = 0,8 ч-1, nA0 = 2,27 кмоль, K = 510 Вт/(м2*град). Определите поверхность теплообмена, необходимую для поддержания постоянной температуры 49 °С до конечной степени превращения 70 %. Нагрев осуществляется паром, температуру которого можно изменить от 177 до 110 °С
Скачать решение задачи 36

Задача 37 Жидкофазная реакция типа А  2S имеет константу скорости, равную 4.5 ч-1. Объемный расход исходного вещества с концентрацией 0.8 моль/л составляет 14,5 м3/ч. Рассчитать суточную производительность по продукту R, S для реактора идеального смешения объемом 3 м3.
Скачать решение задачи 37

Задача 38 Процесс описывается параллельной реакцией типа
R,
S
с константами скоростей k1= 0,28 л/(моль/мин) и k2 = 0,12 л/(моль/мин). Поток вещества поступает с концентрацией 1,6 моль/л. Процесс проводится в реакторе смешения объемом 200 л. Степень превращения вещества A составляет 0,8. Определить допустимый расход вещества А.
Скачать решение задачи 38

Задача 39 Жидкофазная реакция типа А RS имеет константы скоростей, равные k1 = 2 с-1 и k2 = 0,8 с-1. 4.5 ч-1 .Объемный расход исходного вещества А с концентрацией 1,8 моль/л составляет 18 м3/ч. Рассчитать объем реактора вытеснения для получения максимального количества вещества R, селективность и производительность по продукту R.
Скачать решение задачи 39

Задача 40 Реакция:
A + B = R, k1 = 2*10-3
B + R = S, k2 = 4*10-3
Проводится в РИВ при скорости подачи v0 = 1,2*10-3 и начальных концентрациях исходных веществ CA0 = 0,077 кмоль/м3, CB0 = 0,14 кмоль/м3 (считать, что исходные концентрации продуктов равны 0). Определить максимальный выход продукта R, а также все выходные концентрации веществ и необходимый объем реактора.
Скачать решение задачи 40

Задача 41 Рассчитать теплоту реакции конверсии метана СН4 + Н2О  СО + 3Н2, если в реакцию вступило 98 м3 метана. Значения энтальпии образования веществ взять из справочных таблиц.
Скачать решение задачи 41

Задача 42 Рассчитать тепловой баланс по получении 1000 м3 Н2 конверсией метана в одну стадию при 1000 °С: СН4(г) + Н2О(п)  СО(г) + 3Н2(г), ΔН > 0.
Скачать решение задачи 42

Задача 43 При окислении SO2 в SO3 в производстве Н2SO4 по контактному способу в форконтактный аппарат поступает сернистый газ состава, об. % SO2 - 11; О2 - 10; N2 - 79. Процесс окисления осуществляется при t = 570 °С и Р = 1200 кПа. Степень окисления - 70 %. Рассчитать состав окисленного газа и значение
Скачать решение задачи 43

Задача 44 Для обратимой экзотермической реакции A  R + Qр зависимость константы равновесия от температуры задана в виде lnKp= 9000/T-27. Экспериментально установлено, что при температуре 30 °С за время 1140 с степень превращения вещества А хА = 0,79, при 40 °С за 480 с - хА = 0,65. Построить зависимость степени превращения вещества А от температуры и определить оптимальную температуру, при которой достигается максимальная степень превращения, если продолжительность реакции составляет 300 с.
Скачать решение задачи 44

Задача 45 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 СА0 = 3,2 кмоль/м3 при 325 К. Температура реакционной смеси на выходе из реактора составляет 357 К, тепловой эффект реакции - 2,7 кДж/кг*К правильная единица измерения кДж/кг или кДж/кмоль, плотность реакционной смеси - 850 кг/м3. Определить производительность реактора по продукту R.
Скачать решение задачи 45

Задача 46 Рассчитать объем реактора смешения для получения максимального количества продукта R, а также определить селективность и производительность по продукту R.
Реакция: А → R  S
объемный расход исходного вещества GV = 18 м3/ч;
начальная концентрация исходного вещества СА0= 4,8 моль/л;
константа скорости прямой реакции k1 = 5 мин-1 и k2 = 1,8 мин-1.
Скачать решение задачи 46

Задача 47 В непрерывном реакторе смешения проводится последовательная реакция типа А R S с константами скоростей k1 = 0,5 ч-1 и k2 = 0,8 ч-1. Исходная концентрация вещества А равна 5 кмоль/м3. Продукты R и S на входе в реактор отсутствуют. Рассчитать необходимый объем реактора смешения для максимального выхода целевого продукта R, степень превращения исходного реагента, селективность и выход по целевому продукту, если объемный расход составляет 2,4 м3/ч.
Скачать решение задачи 47

Задача 48 Определить производительность реактора по продукту R рассчитать объем реактора идеального вытеснения для полученной производительности, если данная реакция проводиться в РИС-Н.
реакция 2А  R;
порядок реакции n=2;
объемный расход исходного вещества GV = 3,6 м3/ч;
начальная концентрация исходного вещества СА,0= 0,5 кмоль/м3;
константа скорости реакции k= 2,3 л/(моль•мин);
VРИС-Н = 0,4 м3 .
Скачать решение задачи 48

Задача 49 Определить объем одного реактора и время пребывания реагента в каскаде из 4-х реакторов для реакции A + B = R + S; СА0 = 0,3 моль/л, ХА = 0,7, v0 =20 л/мин, k = 0,38 мин-1.
Скачать решение задачи 49

Задача 50 В проточном РИС объемом 2 м3 проводится необратимая экзотермическая реакция с константой скорости, с-1, описываемой уравнением k = 1012e(-90000/RT). Теплоемкость реакционной смеси равна 20190 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 равен 96600 Дж/моль. Температура в реакторе не должна превышать 333 К. Рассчитать, при какой температуре следует подавать исходный раствор, чтобы процесс протекал в адиабатических условиях.
Скачать решение задачи 50

 

Задачи по ОХТ (онлайн) решения часть 5

Задача И-171 Аккумуляторную кислоту (концентрация H2SO4 92,5%).нужно разбавить водой до содержания в ней 38% H2SO4. Сколько нужно взять воды для получения 180 кг разбавленной кислоты?
Скачать решение задачи И-171

Задача И-172 Вычислить массу  карбида кальция, которая необходима для получения 0,1 м сухого ацетилена (при нормальных условиях), если степень превращения карбида кальция составляет 91%:

CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2

Скачать решение задачи И-172

Задача И-173 Вычислить выход бутиленов при дегидрировании н-бутана на пропущенное сырье и на прореагировавший н-бутан, если его пропущено 0,935 м3, степень превращения 47%, увеличение объема газа после контактирования составляет 1,82 об.д., %, и содержание бутиленов в контактном газе - 22 мас.д.,%.

CH3-CH2-CH2-CH3 → CH3-CH2=CH2 + H2

Скачать решение задачи И-173

Задача И-174 Определить выход огарка при обжиге колчедана, содержащего 47% серы, если в огарке содержится невыгоревшей серы 1%.
Скачать решение задачи И-174

Задача И-175 Рассчитайте выход продукта Р, если известно, что при проведении последовательных реакций

A+B=P+R
P+M=S+Z

получается 12 моль продукта Р, 4 моль продукта S, а для проведения реакций было взято по 20 моль реагентов А и В.
Скачать решение задачи И-175

Задача И-176 Подсчитать теоретическое количество воздуха, которое необходимо подать в печи для сжигания серы. Сырьем для производства серной кислоты служит сера 1-го сорта следующего состава: S – 99,6%; As – 0,01%; H2O – 0,2%; зола – 0,19 %. Обжиговый газ содержит 12% (об.) SO2.
Скачать решение задачи И-176

Задача И-177 Определить количество чугуна, содержащего 95% железа, который можно получить из железной руды (Fe2O3), если расход руды составляет 5 тонн, а степень превращения руды 61%.
Скачать решение задачи И-177

Задача И-178 Составить материальный баланс регенерации 1000 кг аммиака известковым молоком (250 кг СаО/м3). Известь подается с избытком 5 %. Рассчитать выход аммиака по извести.

2NH4Cl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2NH3 + 2H2O

Скачать решение задачи И-178

Задача И-179 Рассчитать материальный баланс производства 62,23% азотной кислоты при условии, что на синтез поступило  аммиака массой 284кг, из которого получено азотной кислоты объемом 1,14м3. определить выход азотной кислоты плотностью 1,390 кг/м3.
Молекулярная масса: NH3 - 17; HNO3 - 63.
Скачать решение задачи И-179

Задача И-180 Рассчитать материальный баланс печи окислительного обжига в производстве ванадата натрия NaVO3 в расчете на 1т готового продукта. Сырье: ванадиевый шлак, содержащий 0,13%(масс.) V2O5, и воздух. Расход хлорида натрия для выделения NaVO3 составляет 0,15 массовой доли шлака.

2NaCl + 1,5O2 + V2O3 = 2NaVO3 + Cl2

Скачать решение задачи И-180

Задача И-181 Рассчитать материальный баланс производства хлора методом электролиза водного раствора хлорида натрия:

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

Если молярная концентрация NaCl в растворе 5,4моль/л. плотность раствора 1,16кг/дм3. степень разложения 50%. Побочные процессы в расчет не принимать. расчет вести на 100м  хлора
Скачать решение задачи И-181

Задача И-182 Составить материальный баланс реактора и тепловой эффект реакции алкилирования бензола пропиленом в присутствии фосфорнокислого катализатора, если известно: производительность установки 60000 т/год по пропан-пропиленовой фракции, содержащей пропилен 30% мольн.; мольное соотношение бензола и пропилена на входе в реактор 3:1 глубина превращения пропилена Х = 94%.; содержание изопропилбензола в алкилате 88% масс. Температура реакции 500 К.
Уравнения процесса получения стирола:

C6H6 + C3H6 → C6H5CH(CH3)2 ИПБ
C6H6 + 2C3H6 → C6H4(CH(CH3)2)2 ДИПБ

Скачать решение задачи И-182

Задача И-183 СО содержит 8% примеси СО2. Подается с избытком 1,1 H2 содержит 10% N2 и 5% NH3. Конверсия H2 - 68%. Температуру реагентов применять 100 °С. Расчет вести на 2т этилена.

2CO + 4H2 ↔ C2H4 + 2H2O

Скачать решение задачи И-183

Задача И-184 Производительность агрегата 13 т/ч по HNO3 с концентрацией 57 мас. %. Содержание аммиака в АВС – 9,2 об. %. Степень окисления аммиака до NO – 98,5 %, до N2 – 1,5 %. Степень абсорбции оксидов азота – 97,5 %. Воздух, поступающий на приготовление АВС, имеет относительную влажность 75 % при температуре 21 °С. Температура нитрозных газов на выходе из аппарата равна 910 С. Потери тепла в окружающую среду – 3,4 % от прихода теплоты. Остальные данные, необходимые для расчета, литературные и цеховые.
Скачать решение задачи И-184

Задача И-185 Процесс получения синтез-газа ведут при объемном отношении пара к метану равным 4:1. Составьте материальный баланс установки производительностью 1000 м3 синтез-газа в сутки при 30% конверсии метана.
Скачать решение задачи И-185

Задача И-186 При проведении реакции этерификации степень конверсии кислоты составляет 80%. Составьте материальный баланс установки производительностью 100 кг этилацетата в сутки, если 5% спирта расходуется на образование простого эфира.
Скачать решение задачи И-186

Задача И-187 Рассчитать материальный баланс получения простого суперфосфата из фосфорита следующего состава, масс. %: Р2О5 - 28,0; СаО - 41,0; Fe2O3 - 1,5; Al2O3 -1,0; МgО - 2,5; СО2 - 2,0; F - 2,5. Норма расхода серной кислоты - 105 % от стехиометрического количества. Концентрация исходной серной кислоты составляет 92,5 %, разбавленной - 69 %. Коэффициент разложения в камерном суперфосфате равен 82 %, после дозревания на складе - 94 %. Расчет вести на 1000 кг фосфата. Определить расходные коэффициенты на 1 т продукта.
Скачать решение задачи И-187

Задача И-188 Составить материальный баланс солено-сульфатного производства 3,4т Na2SO4, если в производстве используется поваренная соль, содержащая 98,5% (масс.) – NaCl и купоросное масло, содержащее 7% (масс.) примесей.
Степень разложения соли и купоросного масла 91% и 85% соответственно.

2NaCl + H2SO4 → 2HCl + Na2SO4

Скачать решение задачи И-188

Задача И-189 Рассчитать материальный баланс реактора для получения 500 кг фреона-12 фторированием тетрахлорметана в жидкой фазе. Состав органических продуктов: фреон-12 –75 %; фреон-11– 8 %; фреон-13 – 17 %;
Степень конверсии фтороводорода –95%;

CCl4 + HF = CCl3F + HCl
CCl4 + 2HF = CCl2F2 + 2HCl
CCl4 + 3HF = CClF3 + 3HCl

Степень чистоты исходного тетрахлорметана – 98 %.
Скачать решение задачи И-189

Задача И-190 Составить материальный баланс процесса получения фтороводорода из 1 тонны плавикового шпата, содержащего (мас.%): CaF2 - 99,88; SiO2 - 0,12. Если степень превращения CaF2 - 95%, а для производства применяют 95%-ную серную кислоту:

CaF2 + H2SO4 → CaSO4 + 2HF
SiO2 + 6HF → H2SiF6 + 2H2O

Считать, что оксид кремния полностью прореагирововал с образующимся HF. Найти невязку баланса.
Скачать решение задачи И-190

Задача И-191 Составить материальный баланс производства хлорбензола по следующим исходным данным: в хлоратор поступает 3500 кг/ч бензола с массовой долей 99 мас.д.,%. Выход хлорбензола по бензолу составляет 24 мас.д.,%, а дихлорбензола – 1,2 мас.д.,% от теоретического; хлор берется в избытке 10 % по отношению к техническому бензолу. Выделившийся хлорид водорода абсорбируется водой с получением соляной кислоты с
массовой долей НCl - 27,5 %.

C6H6 + Cl2 = C6H5Cl + HCl
C6H6 + 2Cl2 = C6H4Cl2 + 2HCl

Скачать решение задачи И-191

Задача И-192 Составить материальный баланс процесса хлорирования толуола производительностью 10т/ч, если выход бензохлорида составляет по толуола – 70, бензальхлорида -5 и бензотрихлорида -2 от теоретического. Содержание толуола в техническом продукте – 99 мас.д%, хлора в тех. Хлоре- 98 мас.д. %, избыток хлора – 10%.

C6H5-CH3 + Cl2 → C6H5-CH2Cl + HCl
C6H5-CH3 + 2Cl2 → C6H5-CHCl2 + 2HCl
C6H5-CH3 + 3Cl2 → C6H5-CCl3 + 3HCl

Скачать решение задачи И-192

Задача И-193 Составить материальный баланс процесса газификации 1 т кокса, идущей по реакциям:

C + H2O = CO + H2 - 131кДж
CO + H2O = CO2 + H2 + 42кДж

В коксе содержится 5 масс. % зольных примесей, массовое соотношение пар : кокс = 1:8, степень превращения углерода в коксе - 0,88, выход монооксида углерода – 0,9. Найти также общее количество подведенной теплоты.
Скачать решение задачи И-193

Задача И-194 Составить материальный баланс химического реактора для проведения реакции:

H2O + C2H4O → HOCH2CH2OH
HOCH2CH2OH + C2H4O → HOCH2CH2OCH2CH2OH

Производительность 4 т. этиленгликоля в час;
конверсия оксида этилена 0.99;
селективность по этиленгликолю – 0.85;
отношение H2O/C2H2O  в исходной смеси 15 (мольн.).
Представим процесс в виде 2-х параллельных реакций

Н2О+ C2H4О → НОСН2-CH2ОН (ЭГ)
Н2О+ 2C2H4О НОСН2О-CH2ОН (ДЭГ)

Скачать решение задачи И-194

Задача И-195 Для получения растворимого стекла сплавляют песок, содержащий 98 мас%, SiO2, и кальцинированную соду, содержащую 95% мас.% основоного вещества. Состав стекла соответствует формуле Na2O*nSiO2, где n = 4 – модуль растворимого стекла. В процессе спекания «а» = 1 % соды теряется. Рассчитать расходные коэффициенты по сырью на 1 т стекла.
Скачать решение задачи И-195

Задача И-196 Цианамид кальция получают по реакции:

CaC2 + N2 = CaCN2 + C.

На 1 т технического цианамида, содержащего 18% связанного азота, расходуется 342 м3 азота (в пересчёте на нормальные условия). Технический карбид содержит 60 % СаС2.
Рассчитать состав технического цианамида и расходные коэффициенты по сырью.
Скачать решение задачи И-196

Задача И-197 Рассчитайте объем синтез-газа (м3), необходимого для получения 1 т метанола 98%-ной чистоты, если в присутствии катализатора и при оптимальных условиях можно достичь 87% выхода метанола.

CO + 2H2 = CH3OH

Скачать решение задачи И-197

Задача И-198 Уксусноэтиловый эфир получают реакцией этерификацией. При взаимодействии этилового эфира с уксусной кислоты:

C2H5OH + CH3COOH = CH3COOC2H5 + H2O

В лабораторных условиях  берется 125 см3 уксусной кислоты и 150 см3 этилового спирта.
Определить количество образовавшегося согласно реакции эфира, степень превращения спирта, если фактический выход целевого продукта составил 52%?
Плотность  этанола при 20°C - 0,789 гр/см3.
Плотность  уксусной кислоты при 20°C - 1,049 гр/см3.
Скачать решение задачи И-198

Задача И-199 Сколько тонн 98% Н2SО4 можно получить из 2,4 тонн пирита. Степень превращения пирита 71%.
Скачать решение задачи И-199

Задача И-200 Рассчитайте полную селективность, если при проведении последовательных реакций

A ↔ R + M (целевая реакция)
A ↔ S + N (побочная реакция)

получено 6 моль продукта R, 2,5 моль продукта S.
Скачать решение задачи И-200

Задача И-201 Вычислить теоретический расходный коэффициент для ацетилена и выход ацетальдегида при получении 1 т ацетальдегида, если степень превращения ацетилена 50 мас.д., выход в расчете на прореагировавший ацетилен 90 мас.д., практический расход ацетилена 680 кг на 1 т ацетальдегида.

C2H2 + H2O → CH3-CHO

Скачать решение задачи И-201

Задача И-202 Составить материальный баланс производства двойного суперфосфата из 1000 кг апатитового концентрата, содержащего 41,2% Р2О5, если в производстве применяют 72%-ную фосфорную кислоту. Найти невязку. Процесс протекает по схеме:

Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 → 3Ca(H2PO4)2

Скачать решение задачи И-202

Задача И-203 Составьте материальный баланс производства серной кислоты. Производственными потерями пренебречь. Расчет вести на 500кг серной кислоты. Состав газа, поступающего в контактный аппарат: 8% - SO2, 80% - N2, 12% - O2.

2SO2 + O2 = 2SO3
SO3 + H2O = H2SO4

Скачать решение задачи И-203

Задача И-204 Рассчитать расходные коэффициенты по метану и хлору на 1 т хлорометана, если селективность процесса по метану С1 = 0,85, а по хлору – С2 = 0,92. Потери метана в процессе производства хлорометана составляют 15% (по массе), а хлора – 8% (по массе):

СН4 + Сl2 → СН3Сl + НСl

Скачать решение задачи И-204

Задача И-205 Составить материальный баланс производства ортофосфорной кислоты из 5т ортофосфата кальция, содержащего 6% примесей. Степень превращения ортофосфата кальция 92%. В производстве используется 93%-ная серная кислота.
Уравнение реакции:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 3CaSO4 + 2H3PO4

Скачать решение задачи И-205

Задача И-206 Рассчитать производительность печи пылевидного обжига колчедана, если ее диаметр 4,2 м, высота 8 м, а интенсивность 1000 кг/(м3*сут).
Скачать решение задачи И-206

Задача И-207 Негашенная известь содержит 92% - CaO, 3,5% - CO2 и 4,5% примесей. Получается она обжигом известняка, содержащего 89% - CaCO3.  CO2 в негашенной извести получается из-за наличия в ней карбонатов, количество которых определяет степень обжига известняка. Определить расходный коэффициент известняка на 1 т извести указанного состава и степень обжига известняка (% массовые).
Скачать решение задачи И-207

Задача И-208 Рассчитать расходные коэффициенты воды и технического карбида кальция, содержащего СаС2 – 81%, СаО – 13%, С – 6%, в производстве 2 тонн ацетальдегида, если степень превращения СаС2 = 75%, выход ацетилена 71% от теоретически возможного, а выход ацетальдегида 69% от теоретически возможного.

CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2
C2H2 + H2O → CH3CHO

Скачать решение задачи И-208

Задача И-209 Рассчитать расходные коэффициенты Zn и 96% Н24 для получения гидроксида цинка, если степень превращения серной кислоты 81%, выход сульфата цинка 73% от теоретически возможного, а выход готового продукта 69% от теоретически возможного. Расчет вести на 700 кг гидроксида.

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2
ZnSO4 + 2NaOH = Zn(OH)2 + Na2SO4

Скачать решение задачи И-209

Задача И-210 Определить расход воздуха на сжигание 100 м3 газа, если известен коэффициент избытка воздуха a. Определить содержание водяного пара в продуктах горения в массовых процентах и мольных концентрациях, если соотношение кислорода и азота в исходном воздухе составляет по массе 1:3,76. Составить материальный баланс.

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

Скачать решение задачи И-210

Задача И-211 Определить расход оксида фосфора (V) и воды при получении 1т фосфорной кислоты, если степень превращения оксида составляет 63%, а выход готового продукта 79% от теоретически возможного.

P2O5 + 3H2O = 2H3PO4

Скачать решение задачи И-211

Задача И-212 Рассчитать расходные коэффициенты для бензола и этилена при получении 1 т стирола, если выход этилбензола 95% мас.д. стирола 90 мсас.д.%, считая на прореагировавший этилбензол, степень превращения которого 40%.

C6H6 + C2H4 → C6H5C2H5 → C6H5-CH=CH2

Скачать решение задачи И-212

Задача И-213 Рассчитать расходные коэффициенты по этилену и воде на 1 т этанола, если селективность по этилену составляет 87%, по воде – 95%. Потери этилена, воды на стадиях производства составляют 7 и 5 %, соответственно:

СН2 = СН2 + Н2О → СН3СН2ОН

Скачать решение задачи И-213

Задача И-214 Для проведения технологического процесса необходима подача теплоносителя с температурой 92 °С.Теплоноситель состоит из двух потоков. Первый поток имеет температуру 86 °С, второй поток имеет температуру 99 °С. Определить соотношение потоков, если теплоноситель имеет одинаковый состав.
Скачать решение задачи И-214

Задача И-215 Определить среднюю молекулярную массу нефтепродукта, имеющего плотность p420 = 0,8765
Скачать решение задачи И-215

Задача И-216 Определить степень превращения ХВ и состав реакционной смеси для реакции A + 2B = 2R+ R’, если  ХА = 0,6; СА0 = 1кмоль/м , СВ0 =1,5 кмоль/м3.
Скачать решение задачи И-216

Задача И-217 Рассчитать степень превращения водорода и выход теоретического аммиака при синтезе аммиака, если через некоторый момент времени в газовой смеси обнаружено 80 молей водорода и 20 молей аммиака. Процесс ведут при температуре 500 °С и давление 30 МПа. В этих условиях при состоянии равновесия в газовой смеси содержится 26,4% аммиака.
Скачать решение задачи И-217

Задача И-218 В резинотехнической промышленности для производства красок используют сажу, которую получают разложением природного газа, условно – метана: CH4 → C + 2H2. Из 1000 м3 метана (н.у.) получено 500 кг сажи. Производственные потери составили:
а) 6,7%; б) 7,2%; в) 8,6%; г) 9,7%.
Скачать решение задачи И-218

Задача И-219 Рассчитать материальный баланс производства фенола и ацетона кумольным способом
Пропускная способность по бензолу 150 т/сут
Конверсия бензола 0,95%
Конверсия кумола 0,95%
Конверсия ГПК 0,95 %
Скачать решение задачи И-219

Задача И-220 Рассчитать константу равновесия при температурах 434 и 2422 К для реакции A+B → R+S
если ΔG0434= -14 кДж/моль и ΔG02422= 29 кДж/моль
Скачать решение задачи И-220

Задача И-221 Рассчитать расходные коэффициенты по уксусной кислоте и PCl3 на 1 т ацетилхлорида, если селективность процесса по уксусной кислоте составляет 72% (по массе), а по PCl3 – 62% ( по массе). Потери уксусной кислоты – 10% (по массе), а PCl3 – 12% (по массе):

3СН3СООН + PCl3 → 3СН3СОСl + Н3РО3

Скачать решение задачи И-221

Задача И-222 Современная ТЭЦ сжигает 833 кг угля в сутки. Зольность угля – 15% масс., содержание серы – 2% масс. До диоксида углерода (СО2) сгорает 95% угля, до оксида углерода (СО) – 5%.
Определить:
1. Сколько выбрасывается золы, если степень её улавливания – 96%. Сколько образуется SO2, СО2, СО.
2. Составить материальный баланс процесса, результаты свести в таблицу.
Скачать решение задачи И-222

Задача И-223 Рассчитать внутренний диаметр вертикального гравитационного аппарата. Объемный расход газа в сепараторе составляет 10000 м3/сут, температура газа в сепараторе 20°С, давление газа в сепараторе 0,6 МПа. Скорость восходящего потока газа 0,1 м/с. Коэффициент сверхсжимаемости газа для условий первой ступени сепарации можно принять равным 0,95.
Скачать решение задачи И-223

Задача И-224 Составить материальный баланс реактора для проведения реакции:

CH3CH2CH2CH3 → C4H8 + H2
C4H8 → C4H6 + H2

Производительность реактора 10 т C4H8 в час;
конверсия н-бутана – 0.3; селективность по C4H8 – 0.75
Скачать решение задачи И-224

Задача И-225 Рассчитать материальный баланс производства анилина по реакции

основная C6H5-NO2 + 3H2 = C6H5-NH2 + 2H2O
побочная 2C6H5-NO2 + 5H2 = C6H6 + N2 + 4H2O

Определить конверсию, селективность, расходные коэффициенты по сырью. Производительность установки 38,44 т/сут. Состав реакционной смеси (без учета воды), % мас. анилин – 78,4, нитробензол 5,2, бензол 16,4. Мольное соотношение нитробензол : водород 4,6. Содержание водорода в сырье (примесь N2) 97,2 %об. Потери анилина от полученного 0,3%
Скачать решение задачи И-225

Задача И-226 Составьте упрощенный материальный баланс производства этилового спирта прямой гидратацией этилена. Состав исходной парогазовой смеси (в % по объёму) : этилен – 60, водяной пар – 40. Степень гидратации этилена – 5%.Расчет вести на 1 т этилового спирта. Побочные реакции и давление не учитывать.. Получение этилового спирта прямой гидратацией этилена осуществляется при температуре 560К и давлении 80•105Па по реакции, протекающей по уравнению

CH2=CH2+H2O → C2H5OH + Qр

Скачать решение задачи И-226

Задача И-227 Составить материальный баланс реактора окисления метанола воздухом.

CH3OH + 1/2O2 → CH2O + H2O
CH2O +O2 → CO2 + H2O

Производительность – 3 т/час по CH2O, конверсия метанола – 0,9; селективность по CH2O – 0.8, отношение O2/CH3OH=1/1 (мол.).
Скачать решение задачи И-227

Задача И-228 Рассчитать расходные коэффициенты по толуолу и серной кислоте на 1 т n – толуолсульфокислоты, если селективность процесса по толуолу составляет 85%, а по серной кислоте – 95%. Потери толуола – 5%, а серной кислоты – 7%:

С6Н5–СН3 + Н24 → Н3С–С6Н4–SО3Н + Н2О

Скачать решение задачи И-228

Задача И-229 Выполните расчет теплового баланса реактора окислительного дегидрирования метанола в формальдегид с целью уточнения температуры спиртовоздушной смеси на входе в реактор. Исходные данные: расход спиртовоздушной смеси - 0,10809 кмоль/с, количество контактного газа- 0,12573 кмоль/с, температура: на выходе 100-120 °С, на выходе из аппарата-680 °С
Скачать решение задачи И-229

   

Задачи по ОХТ (онлайн) решения часть 4

Задача И-113 Вычислить теоретический расходный коэффициент для ацетилена и выход ацетальдегида при получении 1 т ацетальдегида, если степень превращения ацетилена 50 мас.д., выход в расчете на прореагировавший ацетилен 90 мас.д., практический расход ацетилена 680 кг на 1 т ацетальдегида.

C2H2 + H2O = CH3-CHO

Скачать решение задачи И-113

Задача И-114 Рассчитать расходные коэффициенты Zn и 98% Н24 для получения гидроксида цинка, если степень превращения серной кислоты 79%, выход сульфата цинка 86% от теоретически возможного, а выход готового продукта 91% от теоретически возможного. Расчет вести на 597 кг гидроксида.
Скачать решение задачи И-114

Задача И-115 Определить объем оксида углерода(II), выделившегося при обжиге известняка, содержащего 10% примесей. Расход известняка 500 тонн. Степень превращения 86%.

CaCO3 → CaO + CO2

Скачать решение задачи И-115

Задача И-116 Составить материальный баланс производства 8т ацетилена из карбида кальция следующего состава (%масс.):
- СаС2 – 83%;
- СаО – 14%;
- С – 3%.
Степень превращения карбида кальция составляет 81%.
CaC2 + 2H2 Ca(OH)2 + C2H2
Скачать решение задачи И-116

Задача И-117 Определить часовой расход ангидрита, содержащего 86,8% CaSO4 при переработке его в серную кислоту в цехе мощностью 150.000 т моногидрата в год. Количество рабочих дней в году 350, коэффициент использования серы во всем процессе – 90%.
Скачать решение задачи И-117

Задача И-118 Рассчитать расходные коэффициенты и массовый состав воздуха (О2 –21%, N2 – 79%) и аммиака следующего состава: NН3 – 17%, N2 – 11%, Н2 –72%, в производстве азотной кислоты, если в реакцию вступает 97% аммиака, выход NО составляет 77% от теоретически возможного, а выход готового продукта 17%. Расчет вести на 1572 кг азотной кислоты.
Скачать решение задачи И-118

Задача И-119 Определить расходный коэффициент раствора, содержащего 10% NаОН, необходимого для нейтрализации Н24. Степень превращения щелочи 58%. Расчет вести на 7,3 тонн Nа2SO4.
Скачать решение задачи И-119

Задача И-120 Составить материальный баланс производства 5,5 т ацетилена из природного газа следующего состава (% об.):
– СН4 – 93%;
– С2Н6 – 4%;
– С3Н8 – 1%;
– N2 – 2%.
Степень превращения метана составляет 85%.
Скачать решение задачи И-120

Задача И-121 Определить количество моногидрата в сборнике. Вертикальный цилиндрический сборник диаметром 3 м заполнен на 1,5 м 92 %-ной серной кислотой. Плотность 92 %-ной кислоты при 20 °С 1824 кг/м3.
Скачать решение задачи И-121

Задача И-122 Рассчитать расход пирита, содержащего 78% FeS2, и воздуха (О2 – 21%, N2 – 79%) в производстве 540 кг серной кислоты. Выход SО2 15% от теоретически возможного, Степень превращения SО3 – 50%, а выход готового продукта 70% от теоретически возможного.
Скачать решение задачи И-122

Задача И-123 Определить расходный коэффициенты аммиака и азотной кислоты для получения 5 тонн нитрата аммония, если степень превращения аммиака составляет 49%, а выход готового продукта 74% от теоретически возможного.

HNO3 + NH3 → NH4NO3 + Q

Скачать решение задачи И-123

Задача И-124 Определить состав газа, получаемого при сжигании сероводородного газа, содержащего 85% H2S и 4% (об.) Н2О. Количество воздуха, подаваемого в горелку, равно десятикратному объему газа. Воздух содержит 1,5% (об.) Н2О.
Скачать решение задачи И-124

Задача И-125 Рассчитать расход водяного пара и природного газа, содержащего 76% метана, в производстве 1470 кг аммиака. Степень превращения СН4 – 81%, выход водорода составляет 70% от теоретически возможного, а выход готового продукта 81% от теоретически возможного.
Скачать решение задачи И-125

Задача И-126 Определить расходный коэффициент 10%-ной Н2SO4, необходимой для реакции нейтрализации NaOH. Степень превращения серной кислоты 71%. Расчет вести на 1 тонну Nа2SO4.

2NaOH + H2SO4 → 2H2O + Na2SO4

Скачать решение задачи И-126

Задача И-127 Составить материальный баланс реактора каталитического окисления метанола в формальдегид. Содержание метанола в спирто-воздушной смеси 15% об. Степень превращения метанола 70%. Расчет вести на 1,5 т готового продукта.

2CH3OH + O2 → 2HCHO + 2H2O

Скачать решение задачи И-127

Задача И-128 Подсчитать максимальное содержание двуокиси серы в обжиговом газе, полученном при сжигании колчедана, при условии, что весь кислород поступающего в печь воздуха расходуется на обжиг.
Скачать решение задачи И-128

Задача И-129 Рассчитать расходные коэффициенты воздуха (О2 –21%, N2 – 79%) и природного газа следующего состава: СН4 – 98%, N2 – 2%, в производстве метанола следующего состава: СН3ОН – 93%, Н2О – 6%, примеси 1%, если степень конверсии метана составляет 87%, выход метанола 15% от теоретически возможного.

NH4 + 0,5O2 → CH3OH

Скачать решение задачи И-129

Задача И-130 Рассчитать объёмный расход аммиака с объёмной долей основного вещества 99,9% для получения 15 т/ч азотной кислоты концентрацией 55%. Степень использования сырья 0,8.
Скачать решение задачи И-130

Задача И-131 Составить материальный баланс разложения фосфорита серной кислотой
Состав фосфорита,кг: Ca3(PO4)2 - 1400; CaF2 - 45; неразлагаемые примеси - 80; влага - 37%. Степень разложения фосфорита 88%. Концентрация серной кислоты, 73%.
Скачать решение задачи И-131

Задача И-132 Составить материальный баланс  стадии алкилирования бензола этиленом на 1500кг чистого этилбензола, если выход этилбензола составляет 65%. Известно также, что в результате побочных реакции на каждую тонну этилбензола образуется 50кг диэтилбензола и 20 кг триэтилбензола. Реагенты берутся в стехиометрическом соотношении по реакции №1. Исходный бензол содержит 2%об этана, а этилен -5%об этана.

C6H6 + C2H4 → C6H5C2H5
C6H6 + 2C2H4 → C6H4(C2H5)2
C6H6 + 3C2H4 → C6H3(C2H5)3

Скачать решение задачи И-132

Задача И-133 Составить материальный баланс  реактора алкилирования бензола этан-этиленовой фракцией состава: C2H4 -50%, C2H6 - 45%, C3H6 - 1%, C3H8 - 4%.
Производительность реактора 15т этилбензола в час. конверсия этилена-0,95, пропилена -0,98, селективность образования этилбензола (ЭБ) -0,9, изопропилбензола (ИПБ) – 0,85. Мольное соотношение C6H6/C2H4 = 3. Побочные реакции –образование диалкилбензолов (диэтилбензола (ДЭБ) и диизопропилбензола (ДИПБ)). Реагенты берутся в стехиометрическом соотношении по реакции №1. Исходный бензол содержит 2%об этана, а этилен -5%об этана.

C6H6 + C2H4 → C6H5C2H5
C6H6 + C3H6 → C6H5CH(CH3)2
C6H6 + 2C2H4 → C6H4(C2H5)2
C6H6 + 2C3H6 → C6H4(CH(CH3)2)2

Скачать решение задачи И-133

Задача И-134 Рассчитать расходные коэффициенты ацетилена и водородного газа следующего состава: Н  – 96%; О  – 0,91%; N  – 3,09%, для получения 4 тонн бензола, если степень превращения ацетилена составляет 72%, выход этилена 61% от теоретически возможного, а выход готового продукта 73% от теоретически возможного.
Химическая схема процесса:

4C2H2 + H2 → C6H6 + C2H4

Скачать решение задачи И-134

Задача И-135 Рассчитать теплоту, выделяемую при протекании экзотермической реакции разложения 1 т апатитового концентрата. Коэффициент разложения 97%. Содержание фторапатита в апатитовом концентрате 98%. Энтальпия образования веществ, кДж/моль:
Ca5F(PO4)3 - 6828,7; H2SO4 - 839,5; H2O - 286,4; CaSO4*2H2O - 2022,6; H3PO4 - 1278,2; HF - 269,6.
Скачать решение задачи И-135

Задача И-136 Рассчитать материальный баланс реактора для приведенной выше реакции при следующих условиях: ПNH3 = 5кг/ч, XNH3 = 0,95; XN2 = 0,8; ф(N2)NH3 - 0,9; ф(H2)NH3 - 0,97.
Скачать решение задачи И-136

Задача И-137 Составить материальный баланс контактного узла  окисления аммиака в производстве азотной кислоты. Количество окисляемого аммиака,1750 кг. Степень окисления аммиака до NO2 - 95,9%, од N2 - 4,1%. Содержание в аммиачно-воздушной смеси аммиака 12 %об

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

Скачать решение задачи И-137

Задача И-138 Составить материальный баланс (в килограммах) окисления аммиака на 1 т аммиака, предполагая, что оксиление полное. 2%  аммиака окисляется только до азота. Аммиачно-воздушная смесь с объемной долей аммиака 0,11.
Уравнение реакций:

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

Скачать решение задачи И-138

Задача И-139 Составить уравнения материального баланса для ХТС конверсии метана водяным паром с целью получения стехиометрической азотно-водородной смеси для синтеза аммиака. Объем метана, подаваемого на конверсию V - 10000 м3, мольное соотношение метана и водяного пара 1:2.

Составить уравнения материального баланса для ХТС конверсии метана водяным паром

Скачать решение задачи И-139

Задача И-140 Производительность установки одностадийного дегидрирования н-бутана составляет 3400 кг бутидиена в час. Определить объем контактной массы, если объемная скорость паров н-бутана составляет 300 ч -1, объемное отношение катализатора и теплоносителя равно 1:2,4, степень конверсии н-бутана 30%, а селективностъ по бутадиену 55%.
Скачать решение задачи И-140

Задача И-141 Составить  материальный баланс процесса паровой конверсии монооксида углерода (на 1000нм3 сухого концентрированного газа). Состав концентрированного газа
CO - 5%, CO2 - 17%, H2 - 58%, CH4 - 1%, N2 - 19% пар/газ - 0,7. Ост.конц. СО (СГ),0,5 %об.
Скачать решение задачи И-141

Задача И-142 Составить тепловой баланс по получению 1000 м3 Н2 конверсией метана в одну стадию при 1000 °С:
CH4(г) + H2O(п) = CO(щ) + 3H2(г),  H>0
Скачать решение задачи И-142

Задача И-143 Рассчитать физическую теплоту газового потока в (МДж) на входе в конденсатор высокого давления. Поток имеет следующий состав, кг: СО2 - 62080; NH3 - 41605; Н2О - 3340; N2 - 1150; О2 - 224, и температуру 190 °С. Значения теплоемкостей рассчитать по эмпирическим формулам или взять из справочных таблиц.
Скачать решение задачи И-143

Задача И-144 Составить тепловой баланс сжигания серы в печи производительностью 3000 кг/ч по сере, степень окисления серы - 0,95. Коэффициент избытка воздуха 1,3. Температуры веществ, °С: сера - 140, воздух - 90. Потери тепла в окружающую среду составляют 10 % от прихода. Теплоемкость серы 1,037 кДж/(кг·К), теплоемкость воздуха 1,285 кДж/(м3·К). ΔНреак = -296,9 кДж/моль.
Скачать решение задачи И-144

Задача И-145 Определить равновесный состав (Па) газа при синтезе СН3ОН при соотношении Н2:СО 4,5:1 (в циркуляционном газе). Содержание инертных примесей - 13,8 %; давление 30 МПа, температура 365 °С. Температурная зависимость константы равновесия:
lgKp = lgPCH3OH*/(PCO**PH2*)-9,81*lgT - 0,00347*T+14,8
Скачать решение задачи И-145

Задача И-146 Рассчитать теплоту, выделяющуюся при сгорании 1 м3 топливного природного газа следующего состава: СН4 - 92; С2Н6 - 3; С3Н8 - 2; N2 - 3. Значения энтальпий образования веществ взять из справочных таблиц.
Скачать решение задачи И-146

Задача И-147 Составить тепловой баланс стадии контактирования при получении 1 т 100 %-ной НNО3. Содержание аммиака в АВС - 10,5 об. %. Степень контактного окисления - 97 %. Степень окисления NО - 100 %. Степень абсорбции - 98 %. Воздух насыщен парами воды при 30 °С. Относительная влажность - 80 %. Температура, °С: АВС - 405, НГ - 800. Теплота экзотермических реакций, кДж/кмоль: при окислении NН3 до NО - 918·103; при окислении NН3 до N2 - 1285*103.
Скачать решение задачи И-147

Задача И-148 Процесс окисления моноокида азота до диоксида азота сопровождается образованием димера N2О4. Рассчитать степень полимеризации NО2 для газовой смеси содержащей 5 об. % NО2 в исходном газе, если давление газа составляет 0,1 МПа, а температуры - 40 °С. Значение константы равновесия:
Kp=PNO2*2/PN2O4*

Скачать решение задачи И-148

Задача И-149 При 727°С константа равновесия реакции 2SO3 = 2SO2 + O2 Kp = 2,93*104 Па. Под каким давлением степень диссоциации SO3 составит 20%

Под каким давлением степень диссоциации SO3 составит 20%

Скачать решение задачи И-149

Задача И-150 Для реакции 2HI = H2 + I2 при 360°С и 1,013•105 Па а = 20%. Определите, в каком направлении будет протекать процесс при следующих значениях парциальных давлений реагирующих веществ:

Определите, в каком направлении будет протекать процесс при следующих значениях парциальных давлений реагирующих веществ:

Скачать решение задачи И-150

Задача И-151 Рассчитать материальный баланс аммиачной селитры
Основное химическое уравнение :

NH3 + НNO3 → NH4NO3 + Q

Производительность установки по готовому продукту (100% NН4NО3) 2500 кг/ч/ Состав поступающего сырья, %масс
- азотная кислота - 60
- аммиак - 100
Содержание нитрата аммония в готовом продукте 99 %масс
Потери, %масс
- аммиака -0,5
- азотной кислоты - 0,5
Скачать решение задачи И-151

Задача И-152 Составить материальный баланс для метилпреднизолона на 10 тонн. 6-a-метилкортизон  подвергают микробиологическому дегидрированию по положению с получением метилпреднизолона:

Составить материальный баланс для метилпреднизолона на 10 тонн

Запишем уравнение реакции  следующим образом: C22H32O5 = C22H30O5 + H2
Скачать решение задачи И-152

Задача И-153 Материальный баланс  производства тиамина (витамина В1)
Синтез тиамина из пиримидинового и тиазолового компонентов согласно реакции:

Синтез тиамина из пиримидинового и тиазолового компонентов согласно реакции:

Производительность тиамина 10т=10000кг. Запишем реакцию по эмпирическим формулам компонентов:

C6H9N3Cl2 + C6H9OSN = C12H17N4OSCl2

Скачать решение задачи И-153

Задача И-154 Составить материальный баланс обжига железного колчедана (FeS2), содержащего  различные примеси, включая 4,6% воды, если массовая доля серы в колчедане 42%. Считать, что обжиг ведут чистым кислородом с 10%-ным избытком от теоретического. расчет вести на 1 т колчедана, найти невязку баланса. Уравнение процесса:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2

Скачать решение задачи И-154

Задача И-155 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 1000 м3 хлора
Скачать решение задачи И-155

Задача И-156 Рассчитать материальный баланс производства 15000т/ч 87%-ной серной кислоты из серного колчедана, содержащего 44% серы, при условии, что степень выгорания серы в колчедане составляет 99%, степень каталитического окисления диоксида серы -89,3%, а степень абсорбции триоксида серы -99,5%. Обжиговый газ содержит 12% диоксида серы. Воздух влажностью 50% перед подачей в печь для обжига колчедана подвергается осушке получаемой серной кислотой.
Скачать решение задачи И-156

Задача И-157 Рассчитать физическую теплоту 1 м3 топливного природного газа следующего состава, об. %: СН4 - 90; С2Н6 - 5; С3Н8 - 2,5; N2 - 2,5. Температура топливного природного газа равна 50 °С. Значения теплоемкостей рассчитать по эмпирическим формулам или взять из справочных величин.
Скачать решение задачи И-157

Задача И-158 В реактор окисления NН3 поступает АВС с расходом 60000 м3/ч (при н.у.), содержащая 10 об. %NН3. Селективность по NО составляет 0,95 при полном превращении NН3. Побочный продукт N2. Реакции:

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O; ΔН = -908 кДж    (1)
4NH3 + 3O2 = 2N2 + 6H2O;     ΔН = -1270 кДж    (2)

Теплоемкости кДж/(моль·К): NH3 -38,5; O2 - 30,2; N2 - 29,2; NO - 31,9; H2O - 38,0. Температура в реакторе 1150 К. Потери тепла в окружающую среду составляют 10 % от прихода. Определить температуру на входе в реактор.
Скачать решение задачи И-158

Задача И-159 Газовая смесь, состава % объемных: СО - 20%, N2 - 80%, пропускается при температуре 1000 С и давлении 0,1 МПа над оксидом железа (II). В соответствии с реакцией:

FеО + СО = Fе + СO2.

Определить массу  образовавшегося Fе на 1000 м3 исходного газа, состав равновесного газа, если константа равновесия равна 0,403.
Скачать решение задачи И-159

Задача И-160 Негашенная известь содержит 92% CaO, 3,5% CO2 и 4,5% примесей. Получается она обжигом известняка, содержащего 89% CaCO3*CO2 в негашенной извести получается из-за наличия в ней карбонатов, количество которых определяет степень обжига известняка. Определить расходный коэффициент известняка на 1 т извести указанного состава и степень обжига известняка (% массовые).
Скачать решение задачи И-160

Задача И-161 Составить материальный баланс и рассчитать выход   при обжиге 1000кг руды, содержащей 22% массовых долей серы в виде  сульфида цинка (остальное –несгораемые примеси)  и при подаче полуторакратного избытка воздуха по отношению к стехиометрии. Реакция обжига

2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2

В огарке содержится 0,5% массовых долей серы.
Скачать решение задачи И-161

Задача И-162 Составить материальный баланс синтеза фенолоформальдегидного олигомера (ФФО) из фенола чистотой 98% и формалина (36% формальдегида в воде) на годовую производительность 1000 тонн в год при конверсии по фенолу 90%. Молярное соотношение (загрузочное) фенол:формальдегид = 5:7.
Скачать решение задачи И-162

Задача И-163 Определить объем реакторов из расчета, что их будет 3 штуки, если время цикла процесса 9 часов. Эффективный фонд рабочего времени реактора составляет 7200 ч/год, плотность реакционной массы 1100 кг/м3, коэффициент заполнения реактора 0,75, коэффициент запаса мощности 1,1
Скачать решение задачи И-163

Задача И-164 Составить материальный баланс производства уксусной кислоты окислением ацетальдегида кислородом воздуха и рассчитать технологические показатели производства. Процесс окисления ацетальдегида в уксусную кислоту осуществляется в аппарате колонного типа при температуре 75С в присутствии солей и металлов переменной валентности, при этом протекают следующие реакции:

CH3-CHO + 0,5O2 → CH3-CHOOH
3CH3-CHO + 3O2 → 2CH3-CHOOH + HCOOH + H2O + CO2
2CH3-CHO + 5O2 → 4H2O + 4CO2

Составим систему уравнений:
A + 0,5B = C
3A + 3B = T + C + M + K
2F + 5B = 4M + 4K
Производительность по ледяной кислоте 86,9% -ной концентрации 1700кг/ч.
Скачать решение задачи И-164

Задача И-165 Составить материальный баланс газификации 1 т кокса, идущей по реакциям:

C + H2O = CO + H2 - 131кДж
CO + H2O = CO2 + H2 + 42131 кДж

В коксе содержится 3масс% зольных примесей, массовое содержание  пар: кокс = 1,5, степень превращения углерода в коксе -0,87, выход моноксида углерода в коксе -0,7. Найти также общее количество подведенной теплоты.
Скачать решение задачи И-165

Задача И-166 Рассчитать материальный баланс печи окислительного обжига в производстве ванадата натрия NaVO3 в расчете на 1т готового продукта.
уравнения реакций:

2NaCl + 0,5O2 = Na2O + Cl2
Na2O+ V2O5 = 2NaVO3.

Суммарная реакция:

2NaCl + 0,5O2 + V2O5 = 2NaVO3 + Cl2

Сырье: ванадиевый шлак, содержащий 0,13%(масс.) V2O5, а в реакцию вступает  весь кислород, 70% всего хлорида натрия и 95% всего  V2O5. Определить невязку баланса.
Скачать решение задачи И-166

Задача И-167 Рассчитать расходные коэффициенты и массовый состав воздуха (О2 –21%, N2 – 79%) и аммиака следующего состава: NН3– 17%, N2 – 11%, Н2 –72%, в производстве азотной кислоты, если в реакцию вступает 97% аммиака, выход NО составляет 77% от теоретически возможного, а выход готового продукта 17%. Расчет вести на 1572кг азотной кислоты.
Скачать решение задачи И-167

Задача И-168 Определить расходный коэффициент раствора, содержащего 10% NаОН, необходимого для нейтрализации Н24. Степень превращения щелочи 58%. Расчет вести на 7,3 тонн Nа2SO4.
Скачать решение задачи И-168

Задача И-169 Составить материальный баланс производства 5,5т ацетилена из природного газа следующего состава (% об.):
СН4 – 93%; С2Н6 – 4%; С3Н8 – 1%; N2 – 2%.
Степень превращения метана составляет 85%.
Скачать решение задачи И-169

Задача И-170 Определить количество моногидрата в сборнике. Вертикальный цилиндрический сборник диаметром 3 м заполнен на 1,5 м 92 %-ной серной кислотой. Плотность 92 %-ной кислоты при 20 °С 1824 кг/м3.
Скачать решение задачи И-170

   

Раздел 2.2 до 2-5

Задача 2.2-1 Вывести уравнение для расчета равновесной степени превращения реагента А по известной Кс для реакции  2A ↔ R.

Скачать решение задачи 2.2-1 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-3 Вывести уравнение для расчета равновесного состава компонентов реакции синтеза аммиака по известным значения константы равновесия Кр и давления Р в системе.

Скачать решение задачи 2.2-3 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-5 Найти константы равновесия при температурах 500 и 2000 К для реакции

Н2О + СО  Н2O + СО2,

если G500 = -20,2 и G2000 = 25,3 кДж/моль

Скачать решение задачи 2.2-5 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-9 Рассчитать константу равновесия и равновесные концентрации реакции восстановления диоксида углерода на графите, если степень превращения диоксида углерода равна 0,96. Процесс проводится под атмосферным давлением.

Скачать решение задачи 2.2-9 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-11 Рассчитать константу равновесия при температуре 573 К, равновесную степень превращения ХрА и равновесный состав смеси для реакции:
А + В = 2R,
Если Н0573 = -24,5 кДж/моль S0573 = - 58 кДж/(кмоль•град), СА0 = 2 кмоль/м3, СВ0 = 2 моль/м3, СR0 = 0.

Скачать решение задачи 2.2-11 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-12 Определить равновесную степень превращения реагента А и производительность по продукту R для реакции 2А → R + S, протекающей в газовой фазе, если константа равновесия КС = 0,36, температура проведения реакции Т = 400 К, парциальное давление компонента в исходной смеси РА0 = 0,1 МПа, объемный расход через реактор 2 м3/с, выход по продукту ЕR = 0,9.

Скачать решение задачи 2.2-12 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-13 Определить константу равновесия, равновесную степень пре-вращения компонента А и состав равновесной реакционной смеси для реакции
A + 2B ↔ 3R,
если G373 = -11,2 кДж/моль, CA0 = 1 кмоль/м3, CB0 = 2 кмоль/м3, Т = 373 К

Скачать решение задачи 2.2-13 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-14 В газовой фазе протекает реакция А ↔ 2R. Вычислить равновесную степень превращения компонента А при давлении Р = 5 МПа, если Кp = 2,05 МПа-1.

Скачать решение задачи 2.2-14 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-15 Обратимая реакция A + B  2R протекает при температуре 298 К и характеризуется тепловым эффектом H298 = -30000 кДж/кмоль и изменением удельной энтропии S298 =-80 кДж/(кмоль-К). Определить, во сколько раз изменится равновесная степень превращения реагентов, если соотношение начальных концентраций реагентов СА0 : Сво изменится от 0,5 до 0,25.

Скачать решение задачи 2.2-15 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-16 Обратимая реакция A + B - R + S характеризуется следующими термодинамическими параметрами: ΔH3500 = -59500 кДж/кмоль, ΔS3500 = -175,5 кДж/кмоль*K. Определить  состав равновесной реакционной смеси, если СА0 = СВ0 = 1,5*102 кмоль/м3, температура проведения процесса Т = 330 К.

Скачать решение задачи 2.2-16 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2-2-17.  Обратимая  реакция  первого порядка A <-> R характеризуетсяследующими термодинамическими параметрами: ΔH0 = -26000 кДж/кмоль, Kp298 = 17,5. Определить во сколько раз изменится значение равновесной степени превращения xpA, если температуру проведения процесса изменить с 298 до 348 К. Считать, что ΔH0 и ΔS0 не зависят от температуры.

Скачать решение задачи 2.2-17 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2-2-18. Для обратимой реакции 2A ↔ R + S ΔG2980 = -5620 кДж/кмоль. Определить равновесный состав смеси при температуре 298К, если CA0 = 0,2 кмоль/м3, CR0 = CS0 = 0.

Скачать решение задачи 2.2-18 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-19 Для обратимой реакции A + B  R + S константы скорости прямой и обратной реакций, л/(моль•с), могут быть рассчитаны по уравнениям: k1 = 6,2•104exp(-27600/(RT), k2 = 7,5•105exp(-32000/(RT). Определить состав равновесной смеси, если СА0 = СВ0 = 2 кмоль/м3, Т = 500 К.

Скачать решение задачи 2.2-19 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2-2-20 Для реакции гидрирования бензола C6H6 + 3H2 ↔ C6H12, проводимой при начальном мольном соотношении реагентов H2 : C6H6 = 10 : 1, равновесная степень превращения бензола равна 0,95. Рассчитать состав равновесной смеси.

Скачать решение задачи 2.2-20 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-21 Рассчитать равновесную степень превращения оксида углерода хр в газофазной реакции CO + H2O ↔ H2 + CO2, протекающей при давлении 0,5 МПа. Исходные реагенты взяты в стехиометрическом соотношении. Константа равновесия реакции k = 8. Найти мольное отношение CO : H2O, необходимое для увеличения хр на 10%.

Скачать решение задачи 2.2-21 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-22 Рассчитать равновесное содержание фосгена, образующегося из оксида углерода и хлора по следующим данным:

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 2.2-22

Скачать решение задачи 2.2-22 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-23 Рассчитать равновесное содержание триоксида серы при окислении диоксида серы кислородом воздуха по следующим данным:

Рассчитать равновесное содержание триоксида серы при окислении диоксида серы кислородом воздуха по следующим данным:

Температурная зависимость константы равновесия Кр, Па-0,5: lg(Kp) = 4905,5/T - 7,4119

Скачать решение задачи 2.2-23 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-24 Рассчитать равновесное содержание триоксида серы при окислении диоксида серы кислородом воздуха по следующим данным:

Рассчитать равновесное содержание триоксида серы при окислении диоксида серы кислородом воздуха по следующим данным:

Температурная зависимость константы равновесия Кр, Па-0,5: lg(Kp) = -1190/T + 2,37

Скачать решение задачи 2.2-24 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-25 Газовую смесь, содержащую 20% объемных долей СО и 80% объемных долей N2, пропускают при температуре 1273 К и давлении 0,1 МПа над оксидом железа, который восстанавливается до железа по реакции

FеО + СО = Fе + СО2.

Найти состав равновесной смеси, объемные доли, %, и количество образовавшегося Fе, кг, если константа равновесия равна 0,403. Расчет вести на 1000 м3 исходного газа.

Скачать решение задачи 2.2-25 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-26 Для реакции конверсии оксида углерода CO + H2O ↔ H2 + CO2 температурная зависимость константы равновесия имеет вид:
lgKp700 = -2203,24/T + 5,1588*10-5*T+2,5426*10-7*T2 - 7,4617*1011*T3 - 2,3
Найти состав равновесной смеси при температуре 700 К, если в исходной смеси на 1 моль СО приходится 2,4 моль воды.

Скачать решение задачи 2.2-26 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-28 Зависимость константы равновесия Кр, Па-1, от температуры для реакции дегидрирования вторичного бутилового спирта

C2H5CHOHCH3 = C2H5COCH3 + H2

имеет вид
lgKp = -2790/T + 1,51*lgT+6,869
Найти состав в молярных долях, %, равновесной газофазной реакционной смеси при температуре 600 К и общем давлении 0,2 МПа. если исходная смесь состоит из 1 моль бутилового спирта и 1 моль водорода.

Скачать решение задачи 2.2-28 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-29 Обратимая реакция A + B = 2R с тепловым эффектом ΔН0 = -30,5 кДж/моль и энтропией S0 = -80 кДж/(кмоль•град.) протекает при температуре 298 К. Определить во сколько раз изменится значение равновесной степени превращения вещества А, если соотношение начальных концентраций реагентов А и В уменьшить от 0,5 до 0,25.

Скачать решение задачи 2.2-29 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.2-30 Дегидрирование этилбензола протекает при температуре 860 К и общем давлении 9,81*104 Па по реакции С6Н5С2Н5 = С6Н5С2Н3 + Н2. Для сдвига равновесия реакции вправо используют введение в исходную смесь инертного компонента (водяного пара). Определить, каким должно быть соотношение пар/этилбензол, чтобы равновесная степень превращения увеличилась на 20 % по сравнению со степенью равновесия, рассчитанной для стехиометрической смеси. Константа равновесия равна 5*104 Па-1.

Скачать решение задачи 2.2-30 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-1 При проведении жидкофазной реакции в реакторе были получены следующие опытные данные:
t, мин    10        30         60        80      100
х           0,31    0,674    0,874    0,95    0,977
Определить порядок реакции.

Скачать решение задачи 2.3-1 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-3 Составить кинетическую модель сложной реакции в которой все реакции протекают по механизму первого порядка.

Скачать решение задачи 2.3-3 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-9 Для реакции n-го порядка экспериментально получена зависимость концентрации реагента от времени проведения реакции:
t, мин              0      1         2        3         4        5
С, кмоль/м3    2    0,96    0,63    0,47    0,39    0,31
Определить порядок реакции и вычислить константу скорости.

Скачать решение задачи 2.3-9 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-11 Для реакции второго порядка 2A -> R + S определить степень превращения и скорость реакции через 10, 30 и 50 с. Константа скорости равна 0,02 м3(кмоль-с)-1, начальная концентрация вещества А = 2 кмоль/м3.

Скачать решение задачи 2.3-11 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-12 Для обратимой реакции 2А = R, протекающей в газовой фазе при постоянном давлении, выразить изменение степени превращения вещества ΔxA/dt как функцию от степени превращения хА. Прямая реакция второго порядка, обратная - первого.

Скачать решение задачи 2.3-12 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-13 Выразить скорость обратимой реакции А <=> 2R как функцию степени превращения. Реакция протекает в газовой фазе при постоянном давлении.

Скачать решение задачи 2.3-13 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-14 Выразить скорость необратимой реакции как функцию степени превращения исходных веществ для гомогенной реакции взаимодействия гидроксида натрия с этилацетатом.

NaOH + CH3COOC2H5 ↔ CH3COONa + C2H5OH

Скачать решение задачи 2.3-14 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-15 Для реакции «реагент А > продукты реакции» проводят два эксперимента и поучают следующие данные: Эксперимент 1: СА0 = 2000 моль/м3, при t0,5 = 1/8 ч СА = СА0/2.
Эксперимент 2: СА0 = 1000 моль/м3, при t0,5 = 1/2 ч СА = СА0/2.
Здесь t0,5 – время, за которое концентрация компонента А уменьшаются на половину. На основании этих данных определить порядок реакции.

Скачать решение задачи 2.3-15 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-17 Дана обратимая реакция Н2 + J2 ↔ 2HJ. Определить время, необходимое для образования 1 моль HJ в реакторе вместимостью 1 л при температуре 550 °С, если исходная смесь состоит из 2 моль водорода и 1 моль йода. При данной температуре константа скорости прямой реакции равна 1,25*10-4 л/(моль-с), а константа скорости обратной реакции - 0,25*10-4 л/(моль*с).

Скачать решение задачи 2.3-17 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-18 Для обратимой реакции эстерификации этилового спирта с концентрацией 56,5 % массовых долей с помощью муравьиной кислоты с концентрацией 0,07 моль/л k1 = 1,85*10-3 с-1 и k-1 = 1,85*10-3 с-1. Определить равновесную концентрацию муравьиной кислоты и время, необходимое для того, чтобы эстерификаця прошла на 90 %.

Скачать решение задачи 2.3-18 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-19. При температуре 230С исследуют кинетику реакции первого порядка изомеризации цис-2-бутена в транс-2-бутен хроматографическим анализом реакционной смеси. Получены следующие данные:
Время t,c                                               0    60    120    155    200
Транс-2-бутен, объемные доли, %    0    5,0     9,2     11      15
По приведенным значениям содержания в смеси транс-изомера можно допустить, что реакция является практически необратимой. какая будет при этом константа скорости реакции?
Через достаточно длительное время содержание в смеси транс-изомера составило 65,5% объемных долей. Рассматривая теперь эту реакцию как обратимую, найти новое значение константы скорости К1.

Скачать решение задачи 2.3-19 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-20 Для обратимой экзотермической реакции A = R + Qр зависимость константы равновесия от температуры задана в виде lnKp= 9000/T-27. Экспериментально установлено, что при температуре 30 °С за время 1140 с степень превращения вещества А хА = 0,79, при 40 °С за 480 с - хА = 0,65. Построить зависимость степени превращения вещества А от температуры и определить оптимальную температуру, при которой достигается максимальная степень превращения, если продолжительность реакции составляет 300 с

Скачать решение задачи 2.3-20 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-21 При постоянной температуре протекает параллельная реакция

При постоянной температуре протекает параллельная реакция

с константами скоростей k1 = 10-3 с-1 и k2 = 10-2 с-1. Перед началом реакции СА0 = 2 моль/м3, СR0 = СS0 = 0. Определить значение скорости превращения реагента А и продукта 5 в момент времени, когда СR = 0,05 кмоль/м3, СS = 0,5 кмоль/м3. Каким будет это время?

Скачать решение задачи 2.3-21 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-23 Для обратимой реакции A <=> R в начальный момент времени парциальное давление реагента А составляет 1,275*104 Па, а вещества R - 0. Через 10 мин парциальное давление реагента А стало 5,2*103 Па, а вещества R = 7,554*103 Па. Рассчитать парциальное давление реагента А через 20 и 40 мин, если отношение k1/k-1 = 3.

Скачать решение задачи 2.3-23 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-25. Параллельную реакцию

Параллельную реакцию

можно осуществить в диапазоне температур от 500 до 700 К. При какой температуре должна протекать реакция, чтобы обеспечить образование максимального количества продукта R, если константы скоростей, с-1, описываются уравнениями k1 = 1015 ехр[-20000/(R*Т)], k2 = 1014 ехр[-10000/(R*Т)]? Ответ обосновать

Скачать решение задачи 2.3-25 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-26 При высокой температуре уксусная кислота разлагается по двум направлениям:

СН3СООН > СН4 + СО2        (1)
СН3СООН > СН2СО + Н2О        (2)

Константа скорости реакции и энергия активации реакции (1) при температуре 1189 К равны соответственно 3,74 с-1 и 155000 Дж/моль; для реакции (2) соответственно 4,65 с-1 и 184000 Дж/моль. Рассчитать время, необходимое для того, чтобы уксусная кислота прореагировала на 99 % и максимальный выход кетена.

Скачать решение задачи 2.3-26 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-29 Протекает последовательная реакция первого порядка А→RS. Концентрация промежуточного продукта достигает максимального значения через 170 мин. Рассчитайте константы скоростей этих реакций, если хА = 0,4.

Скачать решение задачи 2.3-29 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-30 Для последовательной реакции первого порядка А → R → S рассчитайте CRmax, если: 1) k1 >> k2; 2) k1 = k2; 3) k1 << k2.

Скачать решение задачи 2.3-30 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-31 Протекает последовательная реакция первого порядка АRS. Максимальная концентрация продукта R при температуре 250 °С составляет 0,57 СA0. При какой температуре следует проводить реакции, чтобы CRMAX> СA0? Энергия активации целевой реакции равна 48000 Дж/моль, побочной - 39000 Дж/моль. При этом предэкспоненциальные множители в выражениях для констант скоростей обеих реакций примерно равны.

Скачать решение задачи 2.3-31 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-32 Проводится реакция А+В=R с константой скорости k=1*102 л/(моль*ч). Исходные концентрации веществ А и В равны по 0,08 моль/л. Найти время, необходимое для снижения концентрации веществ до 0,04 моль/л.

Скачать решение задачи 2.3-32 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-33 Газофазная реакция А → R + S проводится при постоянном давлении и постоянной температуре. В исходной смеси содержится 100% вещества А. Равновесная степень превращения составляет 0,6. Как увеличить степень превращения до 0,8, не меняя давления и температуры?

Скачать решение задачи 2.3-33 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-34 Для параллельной реакции:

A -k1→ 2R
A -k2→ 3S

с константами скоростей k1 = 10-2 с-1 и k2 = 10-3 c-1 определить время, при котором в продуктах будет содержаться 0,8 кмоль/м3 вещества R, концентрацию вещества S и степень превращения вещества А. Перед началом реакции концентрация вещества А была 1,4 кмоль/м3, а вещества R и S отсутствовали.

Скачать решение задачи 2.3-34 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-35 Две параллельные реакции

a1A + b1B = rR + sS (целевая реакция)
a2A + b2B = yY + zZ (побочная реакция)

характеризуются кинетическими уравнениями

характеризуются кинетическими уравнениями

и энергиями активации Е1 = 45 кДж/моль, E2 = 65 кДж/моль. Проанализируйте зависимость дифференциальной селективности для такой системы реакций от: а) концентрации реагентов А и В; б) температуры. Какие можно дать рекомендации по выбору технологического режима для этого процесса?

Скачать решение задачи 2.3-35 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-37 При проведении последовательной реакции типа А → R → S в изотермических условиях степень превращения реагента составила 0,9. Определить дифференциальную и интегральную селективности по целевому продукту R, если k1 = 0,2 с-1, k2 = 0,1 с-1.

Скачать решение задачи 2.3-37 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.3-38 Реакция A + B = R + S проводится при температуре 507 К и начальной концентрации вещества А 0,05 кмоль/м3 в течение 40 мин. Константа скорости реакции равна 1,28 м3/(кмоль•мин). Оценить количественно влияние начального мольного соотношения реагентов (СА0:СВ0 = 2:1; СА0:СВ0 = 1:1; СА0:СВ0 = 1:1,5; СА0:СВ0 = 1:2) на достигаемую степень превращения вещества А.

Скачать решение задачи 2.3-38 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.4-1 Горение жидкого топлива протекает во внешнедиф-фузионной области. Топливо впрыскивается в камеру сгорания, образуя капли диаметром 0,1 мм, летящие со скоростью 1,5 м/с. Известно, что капля топлива диаметром 0,3 мм полностью сгорает в потоке такой же скорости за 2 с. Какова длина участка пламени, в котором полностью сгорает топливо?

Скачать решение задачи 2.4-1 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.4-3 Обжиг ZnS проводится в наклонном вращающемся трубчатом реакторе. Частицы твердого вещества движутся в реакторе со скоростью 10 см/с. Известно, что при данных условиях за 1 мин степень превращения ZnS составляет 70 %. Определить длину реактора, обеспечивающую 95%-ную степень превращения исходного сырья, если обжиг проводится в кинетической области.

Скачать решение задачи 2.4-3 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.4-5 Гетерогенный процесс описывается реакцией Аг + Вт = Rт + Sг, в котором твердые частицы размером 6 мм за 10 мин реагируют на 95 %. Процесс лимитируется внутренней диффузией.
Определить время той же степени превращения для частиц размером 10 мм.

Скачать решение задачи 2.4-5 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.4-6 Твердые частицы размером 6 мм реагируют по реакции Аг + Втв = Rтв + Sг в потоке газа за 400 с на 90 %. Процесс протекает в кинетической области.
Определить среднюю степень превращения твердого вещества за 360 с, если гранулометрический состав смеси следующий: 15 % - частицы размером 2 мм, 60 % - частицы размером 3 мм, 25 % - частицы размером 4 мм.

Скачать решение задачи 2.4-6 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.4-7 Гетерогенный процесс описывается реакцией Аг + Вт = Rт +Sг и лимитируется внешнедиффузионной областью. Твердые частицы размером 10 мм полностью реагируют за 15 мин. За время пребывания твердая часть реагирует на 80 %. При переводе процесса в кинетическую область время полного превращения частиц твердого вещества становится равным 12 мин, а при переводе его во внешнедиффузионную область - 10 мин.
Определить степень превращения твердого вещества в кинетической и внешнедиффузионной областях за аналогичное время пребывания.

Скачать решение задачи 2.4-7 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.4-8 Обжиг ZnS проводится в наклонном вращающемся трубчатом реакторе. Частицы твердого вещества движутся в реакторе со скоростью 10 см/с. Известно, что при данных условиях за 1 мин степень превращения ZnS составляет 70%.Определить длину реактора, обеспечивающую 95%-ную степень превращения исходного сырья, если обжиг проводится во внешнедиффузионной области.

Скачать решение задачи 2.4-8 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.4-9 Обжиг ZnS проводится в наклонном вращающемся трубчатом реакторе. Частицы твердого вещества движутся в реакторе со скоростью 10 см/с. Известно, что при данных условиях за 1 мин степень превращения ZnS составляет 70%.
Определить длину реактора, обеспечивающую 95%-ную степень превращения исходного сырья, если обжиг проводится в внутридиффузионной области.

Скачать решение задачи 2.4-9 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.4-10 В реакторе с кипящим слоем осуществляется восстановление CO2 на углероде. В реактор непрерывно подается свежий углерод, так чтобы объем твердого вещества оставался постоянным и равным 0,1 м3. За 10 мин реакции размер частиц уменьшается в 2 раза.
Определить степень превращения по углероду на данный момент времени, время полного превращения углерода и среднюю массовую скорость подачи углерода в реактор, если насыпная плотность углерода 480 кг/м3.

Скачать решение задачи 2.4-10 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.4-11 Гетерогенный процесс описывается реакцией A(Г) + B(ТВ) = R(Г) + S(ТВ), в котором твердые частицы размером 12 мм за 20 мин реагируют на 75% при лимитирующей стадии внутренней диффузии. На сколько сократится время пребывания в зоне реакции той же степени превращения, если размер частиц уменьшить в 2 раза?

Скачать решение задачи 2.4-11 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.4-12 Твердые частицы размером 6 мм реагируют по реакции Аг + Вт = Rт +Sг в потоке газа за 400 с на 80 %. Процесс протекает во внешнедиффузионной области.
Какое должно быть время пребывания вещества для достижения 90 %-ной степени превращения по твердому веществу, если гранулометрический состав твердой смеси следующий: 40 % - частицы размером 2 мм, 50 % - частицы размером 4 мм и 10 % - частицы размером 6 мм?

Скачать решение задачи 2.4-12 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.4-15. В реакторе осуществляется гетерогенный процесс, описываемый реакцией Aж + Bтв → RГ, в котором твердые частицы размером 10 мм имеют степень превращения 90%. Константа скорости реакции - 0,6 см/с, коэффициент массоотдачи - 0,4 см/с. В качестве жидкой фазы используется серная кислота 80%-ной концентрации, а в качестве твердой фазы - железо, плотность которого равна 7 г/см3. Концентрация СA0 = 0,015 моль/л, СB0 = 0,125 моль/л.
Рассчитать наблюдаемую скорость процесса, отнесенную к единице объема твердой фазы, если время пребывания частиц в зоне реакции равно 20 мин.

Скачать решение задачи 2.4-15 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.5-2 Степень использования внутренней поверхности катализатора равна 0,7. Размер пластинчатого зерна катализатора составляет 6 мм.
Определить эффективный коэффициент диффузии и область протекания процесса при проведении каталитической реакции типа A -> R с константой скорости 0,12 с-1.

Скачать решение задачи 2.5-2 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.5-3 Каталитическая реакция типа A = R проводится на пластинчатых зернах катализатора размером 3 мм. Константа скорости равна 1,85 с-1. Эффективный коэффициент диффузии составляет 0,06 см2/с.Определить степень использования внутренней поверхности катализатора и область протекания процесса.

Скачать решение задачи 2.5-3 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.5-5 Проводится реакция первого порядка на пористом катализаторе пластинчатого типа с толщиной пластины 4 мм. Константа скорости равна 0,3 с-1. Эффективный коэффициент диффузии составляет 0,5 см2/с. Как изменится наблюдаемая скорость процесса и степень использования внутренней поверхности катализатора, если взять катализатор с толщиной пластинки 6 мм?

Скачать решение задачи 2.5-5 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.5-6 Как изменится скорость каталитического процесса и степень использования внутренней поверхности пористого катализатора в виде пластин размером 2R0 = 5 мм, если понизить температуру с 560 до 500 К? Реакция первого порядка с константой скорости, с-1, определяемой уравнением k = 3,5•106exp(-7600/T). Эффективный коэффициент диффузии остается неизменным и равным 0,7 см2/с.

Скачать решение задачи 2.5-6 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.5-7 Как изменится наблюдаемая скорость каталитического процесса и степень использования внутренней поверхности сферического катализатора радиусом 8 мм, если температуру изменить с 559 К до 653 К? Реакция первого порядка. Константа скорости, с-1, определяется уравнением k = 4,2*106exp(-8200/T). Эффективный коэффициент диффузии равен 0,6 см2/с и не зависит от температуры.

Скачать решение задачи 2.5-7 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.5-10 Определить изменение степени использования внутренней поверхности пористого катализатора и скорости реакции при проведении реакции первого порядка типа А -> R на сферическом катализаторе диаметром 6 мм при изменении температуры с 603 до 703 К. Эффективный коэффициент диффузии равен 0,09 см2/с, константа скорости реакции при температуре 653 К составляет 1,52 с-1, энергия активации данной реакции - 56,56 кДж/моль.

Скачать решение задачи 2.5-10 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.5-12 На непористом катализаторе протекает реакция первого порядка. Константа скорости, отнесенная к единице объема катализатора, при температуре 500 К равна 1,5 с-1. Энергия активации реакции составляет 84 кДж/моль. Коэффициент массоотдачи из потока газовой фазы к поверхности катализатора равен 2,5 м/с и не зависит от температуры.
Построить зависимость lnkН = f(1/T) в интервале температур 450 - 800 К, определить область протекания процесса и как будет изменятся наблюдаемая энергия активации данной реакции.

Скачать решение задачи 2.5-12 (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 1 из 13

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