Задачи по ОХТ


Задачи по ОХТ

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)

   

Задачи из задачника Смирнова и Туболкина

Задачи из задачника Смирнова

Задача 1-4 (задачник Смирнов) Серная кислота взаимодействует с диэтилсульфатом
H2SO4 + (C2H5)2SO4 = 2C2H5SO4H
В начальный момент в объеме 100 см3 находится 58,3г H2SO4 и 92,0г C2H5SO4H. Концентрации этилсерной кислоты изменяется во времени следующим образом

Концентрации этилсерной кислоты изменяется во времени следующим образом

Определить константы скорости прямой и обратной реакции и константы равновесия

Скачать решение задачи 1-4 (задачник Смирнов)

Задача 2-5 (задачник Смирнов) 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, k2 = 2,4*10-3 c-1. Объем реактора V=1 м3. 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 2-5 (задачник Смирнов)

Задача 2-13 (задачник Смирнов) Реакция А -> 2R, имеющая константу скорости по веществу А, равную k = 4•10-3 с-1, проходит в реакторе идеального смешения при скорости подачи v0=2*10-3 м3*с-1 и начальной концентрации СА0=2,8*10-2 кмоль*м-3; СR0=0. Объем реактора V=0,5 м3. В результате прямоугольного импульса, который длится 100 с, концентрация исходного вещества увеличивается до СА01=6*10-2 кмоль*м-3.
Определить концентрацию продукта на выходе через 120 с после окончания импульса при условии, что концентрация вещества R в начальный момент времени равна нулю. Плотность реакционной смеси постоянна.

Скачать решение задачи 2-13 (задачник Смирнов)

Задача 3-21 (задачник Смирнов) Для реакции второго порядка
A + B -(k1)-> R
R + B -(k2)-> S
Константы скорости k1 = k2. Концентрации исходных веществ соизмеримы, а константы продуктов реакции в начальный момент времени равны нулю CR0 = CS0 = 0.
Считая, что основным продуктом является вещество R , сравнить его максимальный выход, получаемый в реакторах идеального вытеснения и идеального смешения.

Скачать решение задачи 3-21 (задачник Смирнов)

Задача 4-5 (задачник Смирнов) На основании опытов с трассером, проведенных для реального реактора, получены следующие данные:

На основании опытов с трассером, проведенных для реального реактора, получены следующие данные:

В реакторе проводится обратимая реакция A <-> R. Константы скорости: прямой реакции k = 4,2*10-1 с-1; обратной реакции k'= 6*10-3 с-1. Начальная концентрация СR0 = 0. Скорость подачи  вещества А такая же, как и скорость подачи в опытах с трассером.
Сравнить по степени превращения четыре модели, которые предлагаются для описания реального реактора (рис. 4-12): 1) a1=v1/v2 = 0,625, Q = 0,68; 2) a2=v1/v2 = 0,625; Q =0,73; 3)a3=v1/v2  = 0,656; Q = 0,73;  4) a4=v1/v2 =0,656; Q = 0,78.
Для модели, которая лучше описывает реальный реактор, рассчитать степень превращения при соотношении концентраций CR/CA0 = 0,2 (остальные условия прежние).

Скачать решение задачи 4-5 (задачник Смирнов)

Задача 4-12 (задачник Смирнов) В реальном реакторе проводится жидкофазная необратимая реакция первого порядка, протекающая с уменьшением плотности реакционной смеси в 1,08 раза при хА=1. Константа скорости реакции k=8*10-2 с-1.
Определить степень превращения вещества на выходе из реактора с учетом и без учета изменения плотности реакционной системы, если опыты с трассером дали следующие результаты:

Определить степень превращения вещества на выходе из реактора с учетом и без учета изменения плотности реакционной системы, если опыты с трассером дали следующие результаты:

Считать, что при проведении реакции и в опытах с трассером действительное время пребывания одинаково.

Скачать решение задачи 4-12 (задачник Смирнов)

Задача 5-15 (задачник Смирнов). В   непрерывнодействующем  реакторе  идеального смешения проходит эндотермическая реакция первого порядка А <-> В. Тепловой эффект реакции H293 = 28 500 кДж(кмоль А)-1, изменение  энергии Гиббса G = 1970 кДж (кмоль)-1, константа скорости k1= 8,19*104ехр(- 41100/RT) с-1. Начальные концентрации веществ: СА0 = 2,40 кмоль*м-3; СВ0 = 0; CR0 = 9,02 кмоль м-3(R - инертное вещество). Теплоемкости веществ срА = срВ=89 кДж (кмоль  К)-1, ср=75 кДж (кмоль*К) не зависят от температуры. Температура исходной смеси t0 = 73 С.
Определить максимальную степень превращения и температуру, при которой можно ее достигнуть, если объем реактора равен V = 0,20 м3, а тепловые потери (в кВт) составляют Qпот = 0,020(t -tвозд).Принять tвозд =10 С.

Скачать решение задачи 5-15 (задачник Смирнов)

Задачи из задачника Туболкина

Задача 3 (задачник Туболкин) Определить равновесный выход аммиака при синтезе его из точно стехиометрической азотоводородной смеси при t = 580 °C и P = 30 МПа. Температурная зависимость константы равновесия:

Температурная зависимость константы равновесия:

Скачать решение задачи 3 (Туболкин)

Задача 5 (задачник Туболкин) Скорость реакции А + В -> D описывается уравнением первого порядка по каждому компоненту. Через 20 мин прореагировало 20 % вещества А. Какая часть вещества А останется через 40 мин?

Скачать решение задачи 5 (Туболкин)

Задача 6 (задачник Туболкин) Определить объемы реакторов идеального вытеснения и полного смешения для реакции окисления SO2 в SO3 на ванадиевом катализаторе для степеней превращения  по следующим данным.Процесс протекает при постоянной температуре (569 °C). Скорость реакции описывается уравнением Г. К. Борескова:

Скорость реакции описывается уравнением Г. К. Борескова:

где CSO2, CO2 – начальные концентрации SO2 и О2 в газе, % (об.).
Расход газа 10000 м3/ч. Состав исходного газа [% (об.)]: SO2 – 9; О2 – 10; N2 – 81. Константа скорости реакции окисления SO2 в SO3 при 569 °C равна 11 c-1 равновесный выход Xp = 0,79.

Скачать решение задачи 6 (Туболкин)

Задача 7 (задачник Туболкин) Определить объемную скорость газа в реакторе окисления SO2, если линейная скорость газа w = 0,8 м/с. Диаметр реактора D = 3 м. Высота слоя катализатора   Температура в реакторе 500 °C.

Скачать решение задачи 7 (Туболкин)

Задача 9 (задачник Туболкин) Найти коэффициент массопередачи в насадочном скруббере для поглощения ацетона из воздуха водой, расход которой составляет 4000 кг/ч. Смесь воздуха с парами ацетона содержит 5 % (об.) ацетона, причем расход чистого воздуха 2000 м3/ч. Степень поглощения ацетона при 20 °C достигает 98,2 %. Абсорбционная башня заполнена керамическими кольцами размером 25х25х3 мм, слой которых имеет высоту 18 м. Скорость газа в полном сечении башни принять на 20 % меньше скорости, соответствующей началу эмульгирования.

Скачать решение задачи 9 (Туболкин)

Задача 10 (задачник Туболкин) Подсчитать массу водорода, выделившегося при электролизе разбавленного раствора Н2SO4, если через электролит пропущено 7,5 А·ч электричества.

Скачать решение задачи 10 (Туболкин)

   

Задачи на получение каустической и кальцинированной соды

Задача 8.1 Концентрация СаО в известковом молоке равна 189 н. д. Определить содержание СаО и Са(ОН)2 в молоке, а также концентрацию ионов Са2+ и OH- (в г/дм3).
Скачать решение задачи 8.1

Задача 8.2. Определить расход соды и гидроокиси кальция для очистки 1 м3 рассола, содержащего 6,71 кг - CaSO4, 0,63 кг - МgCl2 и 0,33 кг - CaCl2.

Скачать решение задачи 8.2

Задача 8.3 Вычислить расход извести и соды, если рассол содержит 1,7 н. д. Са2+ и 0,5 н. д. Мg2+. Содержание NaOH в очищенном рассоле 0,08 н. д., избыток соды 0,3 н. д,
Скачать решение задачи 8.3

Задача 8.4 Определить производительность отстойника для очистки рассола диаметром 18 м. Отстаивание происходит при - 15-17 °С. Скорость осаждения шлама в зависимости от температуры представлена на рис.

Скорость осаждения шлама в зависимости от температуры

Скачать решение задачи 8.4

Задача 8.5 До какой температуры может нагреться рассол при насыщении его аммиаком до концентрации 80,7 г/дм3, если не отводить теплоту?
Вместе с аммиаком со станции дистилляции поступает водяной пар в количестве 400 кг на 1000 кг аммиака Одновременно с аммиаком 1 м3 рассола поглощает 49,1 кг СО3.
Теплоемкость рассола С = 3,27 кДж/(кг-К).
Плотность аммонизированного рассола 1175 кг/м3.
Теплоты   растворения: NH3 - 35 400 кДж/кмоль, CO2 - 24 700  кДж/кмоль.
Теплота нейтрализации СО2 до (NH3)2CO3 - 70 500 кДж/кмоль
Условно принято, что водяной пар конденсируется в абсорбере при 55 °С; теплота конденсации водяного пара при 55 °С - 2360 кДж/кг.
Начальная температура рассола 25 °С.
Расчет ведем на 1000 кг абсорбируемого аммиака.
Скачать решение задачи 8.5

Задача 8.6 Составить материальный баланс первого абсорбера (АБ-1). Состав поступающей жидкости (в н. д.): Cl- - 102,5; NH3 - 19,2; СО2 - 7,9; плотность рассола 1197 кг/м3.
Количество жидкости, орошающее АБ-1: 5,19м3 на 1000кг соды. В этом количестве жидкости содержится 36,2 кг Na2SO4 и 4,7 кг примесей. Состав выходящей жидкости (в н. д.): Cl- - 95,4; NH3 - 61,2; СО2 - 27,1; плотность рассола 1179 кг/м3. Количество и состав газовой смеси, поступающей из АБ-2 в АБ-1, (в кг на 1000 кг соды): 293,9 - NH3, 122,3 - СО2, 41,98 - Н2О, 10 - воздуха. Расчет ведем на 1000 кг соды.
Скачать решение задачи 8.6

Задача 8.7 Составить материальный баланс второго абсорбера (АБ-2)
Состав жидкости, вытекающей из АБ-2 (в н. д.): NH3 - 98,3; С1- - 88; СО2 - 39,8; плотность жидкости 1168 кг/м3. Состав газа, поступающего в АБ-2 (в кг на 1 т соды): NH3 - 422,1; СО2 - 220,8; Н2О - 212,98; воздуха - 10. Расчет ведем на 1000 кг соды. Состав жидкости, поступающей в АБ-2, был рассчитан в предыдущей задаче.
Скачать решение задачи 8.7

Задача 8.8 Рассчитать температуру аммонизированного рассола, вытекающего из второго абсорбера (АБ-2), в условиях предыдущего Скачать решение задачи Задачаа, если жидкость, поступающая в АБ-2 из АБ-1, предварительно охлаждается в оросительном холодильнике до 30 °С. Температура газа, поступающего в АБ-2, 50 °С; температура стенки аппарата 55 °С; температура наружного воздуха 15 °С; теплоемкость жидкости, вытекающей из АБ-2, 3,27 кДж/(кг-К).
Диаметр АБ-2 равен 2,8 м, высота 7,4 м. Производительность абсорбера по соде 17,6 т в 1 ч. Расчет ведем на 1000 кг соды.
Скачать решение задачи 8.8

Задача 8.9 Аммонизированный рассол карбонизируют до получения раствора, насыщенного NaHCO3, NH4Cl и NH4НСО3. Конечная температура карбонизации 32 °С. Определить:
количество NaCl, необходимое для получения 1000 кг NaHCO3; степень использования натрия и аммиака; концентрацию исходного раствора NaCl,
Скачать решение задачи 8.9

Задача 8.10 Определить степень использования натрия при карбонизации, если концентрация хлорида аммония в маточной жидкости 187 г/дм3, а концентрация иона хлора 177,5 г/дм3.
Скачать решение задачи 8.10

Задача 8.11 Определить количество рассола (в м3), необходимое для получения 1000кг стандартной 99,2 %-ной соды, если концентрация хлорида натрия в рассоле 106 н. д., а степень использования натрия 67%.
Скачать решение задачи 8.11

Задача 8.12 Определить расход рассола, известняка (100% СаСО3) и аммиака (100% NH3) для получения 1000 кг соды (99,2% Na2CO3), если содержание NaCl в рассоле 306,1 г/дм3, а степень превращения NaCl в соду составляет 74%,
Скачать решение задачи 8.12

Задача 8.13 Рассчитать коэффициенты использования натрия и аммиака, количество поглощенного СО2 и количество выдуваемого аммиака в карбонизационной колонне.
Исходные   данные
Количество веществ, поступающих в колонну с жидкостью кг/1000 кг №аСО8;
NaCl - 1550,1; (NH3)2CO3 - 923; NH3OH - 337,4; H2O - 4230,2; примесь - 21,6
Состав жидкости, выходящей из колонны, н. д.:
Cl- - 96; прямой титр - 24; общий титр - 95; связанный NH3 - 71; CO2 - 37
Количество жидкости на 1000 кг соды 5,54 м3, ее плотность 1108 кг/м3.
Скачать решение задачи 8.13

Задача 8.14 Рассчитать производительность барабанного вакуум-фильтра БС 5,6- 1,8/1,0 для фильтрации бикарбоната. Диаметр барабана фильтра D = 1,8 м, длина барабана 1 м. Ширина слоя бикарбоната на фильтре L = 0,98 м. Скорость вращения барабана фильтра 1 мин-1. Толщина слоя осадка на фильтре б = 40 мм. После срезания ножом на фильтре остается слой осадка толщиной б' = 5 мм. Коэффициент выхода соды из бикарбоната 0,52; плотность осадка 1320 кг/м3.
Скачать решение задачи 8.14

Задача 8.15 Составить тепловой баланс и определить расход природного газа для кальцинации 1000 кг бикарбоната натрия в печах кальцинации с наружным обогревом.
Исходные  данные
Выход соды из бикарбоната натрия 63%.
Влажность бикарбоната натрия 14%.
Содержание NH4HCO3 в бикарбонате натрия 3,5%.
Температуры, в °С, начальные: бикарбоната натрия^природ-ного газа и воздуха 25; выходящей из сушилок соды 140; выходящего из сушилок газа 140; топочных газов на выходе 380.
Теплота горения природного газа 33 430 кДж/кг.
Удельные теплоемкости, в кДж/(кг-К): природного газа - 0,84; сырого бикарбоната - 1,84; соды - 1,09; воздуха - 1,26 и топочного газа - 0,84. Теплопотери в окружающую среду составляют 25% от общего количества расходуемой теплоты. На сгорание 1 кг природного газа расходуется 17,5 кг воздуха.
Скачать решение задачи 8.15

Задача 8.16 Рассчитать необходимое количество рассола для содового завода производительностью 210 000 т/год (600 т/сут) 99,2%-ной кальцинированной соды, если рассол, плотность которого 1,21 т/м3, содержит 312 г/дм3 NaCl, а часть соды идет на приготовление 50 000 т/год едкого натра при расходе 1,335 т Na2CO3 на 1 т каустической соды.
Скачать решение задачи 8.16

Задача 8.17 Определить расход пара на дистилляцию аммиака из жидкости в расчете на 1000 кг соды при следующих условиях работы дистиллера:
объем жидкости,  поступающей из ТДС - 7м3; объем   известкового молока - 2,5 м3; содержание в поступающей жидкости NH3 в виде NH4HCO3 - 150 кг; NH3 в виде NH4OH - 350 кг; CO2 - 39 г/дм3; давление   используемого пара 172,2 кПа (115 C)
теплота конденсации пара при 115 С - 2220 кДж/кг; теплопотери за счет излучения - 10% от общего расхода теплоты; температура жидкости, поступающей в ТДС - 45 С; температура известкового молока, поступающего в смеситель - 55 Сю
Удельную теплоемкость жидкостей принять равной 3,41 кДж/(кг-К).
Скачать решение задачи 8.17

Задача 8.18 Составить материальный баланс дистиллера, если жидкость, поступающая в него из смесителя, содержит, %:
NaCl - 4,51; NH3 - 4,08; CaCl2 - 10,9; CaSO4 - 0,09; Ca(OH)2 - 0,05; H2O - 80,34
Плотность раствора 1104 кг/м3; количество раствора, поступающего в дистиллер на 1000 кг соды, 8,84 м3. Вместе с жидкостью из смесителя поступают взвешенные частицы (в % от массы жидкости): Са(ОН)2 - 1,180 и СаСО3 - 1,525; в нижнюю часть дистиллера подают водяной пар в количестве 159,5 кг на 1 т раствора. Жидкость, выходящая из дистиллера, уносит NH3 в количестве 1 кг на 1000 кг соды. Содержание аммиака в газе, выходящем из дистиллера, 29,4% (масс). Расчет ведем на 1000 кг соды.
Скачать решение задачи 8.18

Задача 8.19 Исходя из условий предыдущей задачи, составить тепловой баланс дистиллера на 1000 кг соды. Температура жидкости, поступающей из смесителя, 89 °С; теплоемкость 3,41 кДж/(кг К) Теплоемкость осадка 1,05 кДж/(кг К). Температура газа, выходящего из дистиллера, 97 °С. Теплоемкость аммиака 2,18 кДж/(кг К). Теплопотери 0,4%
Скачать решение задачи 8.19

Задача 8.20 Рассчитать материальный и тепловой балансы пенного дистиллера слабой жидкости завода кальцинированной соды.
Количество слабой жидкости 44 м3/ч. Состав жидкости (в н. д.): общий титр NH3 - 41; Na2CO3 - 5; СО2общ - 47. Плотность жидкости 1050 кг/м3, флегмы 1040 кг/м3.
Температуры, °С: жидкости 61; флегмы 88 (на ДСЖ); сбросовой жидкости 104; газа, выходящего из ДСЖ в ХГДСЖ, 90, а газа, выходящего из ХГДСЖ, 60.
Теплоемкости, кДж/(кг-К): слабой жидкости и флегмы 3,82; отходящей (сбросовой) жидкости 3,9. Параметры  пара:  Р = 122  кПа, t = 105 °С;  расход пара 275 кг/м3 жидкости.
Давление вверху ДСЖ - 97,2 кПа, вверху ХГДСЖ - 95,2 кПа. Схема потоков показана на рис. VIII.5 (стр. 437). Дистиллер слабой жидкости связан непосредственно с холодильником отходящих от него газов. Водяные пары, содержащиеся в отходящих от ДСЖ газах, конденсируются с образованием слабого раствора аммиачных соединений. Последний стекает обратно в ДСЖ в виде флегмы.
Скачать решение задачи 8.20

Задача 8.21 Определить степень обжига известняка, если обожженная известь содержит: 87% СаО, 8% СаСО3 и 5% примесей. Расчет ведем на 100 кг извести, содержащей 87 кг СаО
Скачать решение задачи 8.21

Задача 8.22 Вычислить концентрацию СО2 в печном газе, образующемся при обжиге известняка. Расход углерода соответствует теоретическому, а диссоциация карбоната кальция происходит согласно реакции:
СаСО3 = СаО + СО2 - 178 кДж
При диссоциации СаСО3 образуется газ, на 100% состоящий из СО2, а при сгорании углерода в теоретическом количестве воздуха образуется газ, содержащий 21% (об.) СО2.
Скачать решение задачи 8.22

Задача 8.23 Вычислить   теоретическое содержание СО2 в печном газе при расходе в качестве топлива 6,5 кг углерода на обжиг 100 кг CaCO3 и при использовании обогащенного кислородом воздуха, содержащего 28% (об.) О2.
Скачать решение задачи 8.23

Задача 8.24. В цех известковых печей поступает известняк следующего состава: 89,9% СаСО3; 5,94% MgCO3; 4,16% кремнеземистых веществ и кокс, содержащий 85,25% С и 14,75% золы.
Расход топлива равен 7,5 кг на 100 кг извести. Температура в зоне реакции 1050 °С. Температура поступающего воздуха и извести 15 °С, выгружаемой извести 50 °С.
Допуская, что: углерод топлива сгорает полностью; в отходящих газах отсутствует окись углерода и карбонаты разлагаются нацело, рассчитать: выход извести; расход воздуха, потребного для горения; до какой температуры может быть подогрет воздух за счет теплоты извести; количество образующихся газов; температуру выходящих из печи газов после охлаждения их известняком и топливом.
Расчет ведем на 100 кг известняка.
Скачать решение задачи 8.24

Задача 8.25 Определить состав и количество газов, выделяющихся из шахтной  известково-обжигательной печи.
Рабочий состав топлива, %
Cp - 80,1; Hp - 1,6; Sp - 1,7; Np - 1,0; Op - 0,9; Ap - 9,2; Wp - 5,5
Состав известняка, %:
CaCO3 - 93,5; MgCO3 - 0,5; Me2O3 + SiO2 - 3; H2O - 3
Температура наружного воздуха, известняка и топлива 15 °С.
Скачать решение задачи 8.25

Задача 8.26 Рассчитать степень каустификации кальцинированной соды, если в феррите содержится: 20,8% NaOH и 3,1% Na2CO3.
Скачать решение задачи 8.26

Задача 8.27 Определить количество содовой пыли (в %), уносимой отходящими топочными газами из ферритной печи, если в печь загружают смесь, содержащую 26,9% Na2CO3 и 13,3% Н2О, а из печи выходит феррит, в котором содержится 20,8% и 2,9% Na2CO3.
Скачать решение задачи 8.27

Задача 8.28 Определить массу осадка солей, образующихся при выпарке щелочи и возвращаемых в ферритную печь, если состав суспензии до фильтрации (в г/дм3): Na2CO3 - 94,7%; NaOH - 644,7%; состав маточного раствора после фильтрации (в г/дм3) Na2CO3 - 18,6, NaOH - 666. Осадок содержит 50,2% - Na2CO3 и 4,4% - NaOH.
Скачать решение задачи 8.28

Задача 8.29. В смеситель загружают на 1000 кг продукта: 95%-ную кальцинированную соду (А); промытую окись железа (Е), содержащую, в  % - Fе2О3 - 71,3 (u); NaOH - 0,77 (k);       Na2CO3 - 0,89 (р); содовую пыль (у); осадок солей выпарки (В),  содержащий, в % -
Na2CO3 - 50,2 (a): NaOH - 4,4 (s) В ферритную печь загружают смесь С следующего состава, ъ %: Na2CO3 - 26,9 (c); Fe2O3 - 56,6 (b); H2O - 13,3 (w)
Из ферритной печи выгружают плав Ф, содержащий, в %: NaOH - 20,8 (c); Na2CO3 - 2,9 (d); Fe2O3 - 73,2 (m)
Принимая, что: A = 1350 кг; B = 218,1 кг; y = 16,2%, определить количество образовавшегося феррита и количество материалов, поступивших в смеситель.
Скачать решение задачи 8.29

Задача 8.30 Составить материальный баланс ферритной печи, если в печь поступает 7413 кг/ч шихты, содержащей 26,9% Na2СО3; 55,6% Fе2О3; 13,3% Н2О и 4,2% примесей. Выгружаемый феррит содержит 18,8% NaOH; 3,1% Na2СО3; 73,2% - Fe2O3. Пыль, уносимая топочными газами, содержит 88,6% Na2CO3 и 11,4% Fe2O3. Общий унос соды с пылью составляет 24,4%.
Скачать решение задачи 8.30

Задача 8.31 Подсчитать расход мазута, подаваемого в форсунку ферритной печи, если, по данным теплового баланса, необходимо обеспечить приход теплоты в печь 20 950 000 кДж/ч. Температура мазута 90 °С. Для распыления мазута используются пар с давлением 1013 кПа и t = 300 °С. Количество пара составляет 60% от массы мазута. Сжигают мазут с помощью воздуха. Расход воздуха 11 м3/кг; температура воздуха 20 °С.
Скачать решение задачи 8.31

Задача 8.32 Подсчитать состав гашеного феррита (в рас чете на сухое вещество) и расход воды при условии, что в реакцию вступит 50% Na2O*Fе2О3 и гашение производят водой.
На гашение поступает спек, содержащий, кг: Na2CO3 - 167,3, Fe2O3 - 2040,2; Na2O*Fe2O3 - 2803 и примеси - 311,3.
Скачать решение задачи 8.32

Задача 8.33 Определить количество и состав промытой окиси железа, возвращаемой в ферритную печь, если из нее выходит спек, содержащий, в кг: Na2O*Fе2О3 - 2803, Fe2О3 - 2040. После операций гашения и выщелачивания весь феррит разлагается с образованием NaOH и активной окиси железа, Промытая окись железа содержит 71,3% - Fe2О3; 0,77% - NaOH; 0,89% - Na2CO3 и 5,46% примесей.
Скачать решение задачи 8.33

Задача 8.34 Рассчитать количество воды, удаляемой из раствора NaOH при двухступенчатой его упарке, и расход пара по корпусам. Производительность установки 2 т/ч NaOH. Концентрация растворов: перед выпаркой 28,4%; после выпарки в первом корпусе 33,1%; после выпарки во втором корпусе 43,5%. Давление греющего пара 911,7 кПа. Давление сокового пара в выпарных аппаратах (в кПа): в первом корпусе - 173,3, во втором корпусе - 13,3. Температура исходного раствора 100 °С. Температура сокового пара снижается на 1,5 °С при передаче его для обогрева выпарного аппарата следующей ступени выпарки. Теплопотерями можно пренебречь
Скачать решение задачи 8.34

Задача 8.35 Определить количество теплоты, затрачиваемой в первом котле подогревательной батареи на испарение воды в расчете на 1000 кг 92%-ной каустической соды, если в котел поступает щелок, содержащий 52%-ную NaOH, а выходит 55,1%-ный щелок.
Скачать решение задачи 8.35

Задача 8.36 Составить материальный баланс гасителя-каустификатора, если в него подается содовый раствор, содержащий 60 н. д. Na2CO3 и 20 н. д. NaOH, и известь, содержащая 85% активной окиси кальция. (Для упрощения расчета принять, что в состав 1000 кг извести входит только 850 кг СаО и 150 кг СаСО3). На 1000 кг 92%-ной каустической соды расходуется 1000 кг извести. Избыток против теоретического количества 5%. Плотность содового раствора 1150 кг/м3. Степень каустификации раствора в гасителе-каустификаторе 75%. С отбросами теряется 60 кг 85%-ной извести, 101 кг CaCO3 и 6 кг Na2CO3. Влажность отбросов 20%. При промывке отбросов получается 312,1 кг раствора с общей щелочностью (в пересчете на Na2CO3) 4,8%.
Скачать решение задачи 8.36

Задача 8.37 Исходя из условий предыдущей задачи, составить материальный баланс каустификатора, если из гаси-теля-каустификатора в него поступает суспензия со степенью каустификации раствора, равной 75%. Степень каустификации раствора после каустификатора составляет 85%,
Скачать решение задачи 8.37

Задача 8.38 Как зависит суточная производительность отстойника шлама первой каустификации от температуры обжига известняка? Диаметр отстойника 9 м. Содержание NaОН в щелоке 14%; плотность щелока 1160 кг/м3. Скорость осаждения шлама в зависимости от температуры обжига извести:
t, °С               900    1000     1200
w*10^5, м/с   3,1      3,7        4,3
Скачать решение задачи 8.38

   

Задачи на минеральные удобрения

Задача 7.1 Определить теоретическую степень разложения апатитового концентрата Ат  различными нормами фосфорной кислоты {54% Р2О5) в условиях камерного созревания двойного суперфосфата. Температура в камере 100 °С.

Диаграмма для определения теоретической степени разложения апатита фосфорной кислотой

Диаграмма для определения теоретической степени разложения апатита фосфорной кислотой применительно к условиям камерного способа производства двойного суперфосфата.
Скачать решение задачи 7.1

Задача 7.8. На сколько процентов увеличится теоретическая степень разложения апатита, если 10% (масс, или мол.) Н3РО4 в производстве двойного суперфосфата заменить на Н2SO4. Первоначальное количество фосфорной кислоты соответствует сте-хиометрической норме по реакции образования монокальцийфосфата. Концентрация фосфорной кислоты равна 54% Р2О5. Температура в камере 100 °С. Теоретическая степень разложения апатита фосфорной кислотой в заданных условиях равна 83% (стр. 319).
Скачать решение задачи 7.8

Задача 7.9 Определить расход фосфорной кислоты, необходимой для разложения 100 кг фосфата, содержащего 26% Р2О5, 41,8% СаО, 5,08% Mе2О3. Концентрация в кислоте первого иона водорода (определенная титрованием с диметилгельбом) равна 0,712%.
Скачать решение задачи 7.9

Задача 7.10 Рассчитать количество СаО, связанной в виде фторапатита и доломита в фосфорите Каратау, содержащем 27,5% - Р2О5, 2,5% - фтора, 43,5% - СаО и 3,6% - МgО. (Можно допустить, что вся окись магния находится в форме доломита, и не учитывать МgО, содержащуюся в виде силикатов) Фторапатит Са10F2(РО4)6 можно представить в виде 3Са3(РО4)2*СаF2, а трехкальциевый фосфат Са3(РО4)2- в виде ЗСаО*Р2О5.
Скачать решение задачи 7.10

Задача 7.11 На 1000 кг двойного суперфосфата расходуется 366,7 кг фосфорной кислоты (в расчете на Р2О5) и 349,1 кг апатитового концентрата. Определить избыток кислоты на 100 кг апатитового концентрата по сравнению со стехиометрическим ее количеством.
Скачать решение задачи 7.11

Задача 7.12. Составить баланс получения двойного суперфосфата камерным способом.
Исходные данные: применяется упаренная кислота (54% РаО5); на 1000 кг продукта расходуется фосфорной кислоты 366,7 кг (в пересчете на Р2О5); 349,1 кг апатитового концентрата и 3 кг добавляемого к нему известняка (95% СаСО3); содержание фтора в фосфорной кислоте равно 0,3%; в апатитовом концентрате 3%; выделение фтора в газовую фазу составляет 15% от общего его количества; в камерном процессе выделяется 2 кг водяного пара; при дообработке суперфосфата на 100 кг апатита выделяется 1,5 кг Н2О; степень разложения апатита 80%. Продукт нейтрализуют известняком (95% СаСО3) до содержания 1% свободной Р2О5; степень использования известняка 70%. Расчет ведем применительно к 100 кг апатитового концентрата.
Скачать решение задачи 7.12

Задача 7.13. Составить материальный расчет производства двойного суперфосфата из неупаренной фосфорной кислоты. Исходные данные - в качестве вторичного фосфата используют фосфорит, содержащий 21,6% Р2О5. 2,15% фтора, 4,25% СО2 и 10,5% Ме2О3; экстракционная кислота (32% Р2О5) содержит 1,92% фтора и 7,5 кг/м3 гипса; на 100 кг фосфоритной муки расходуется 75 кг Р2О5, содержащегося в фосфорной кислоте;
выход ненейтрализованного суперфосфата на 100 кг фосфоритной муки составляет 210 кг (без учета золы, вносимой топливом при сушке, и гипса, содержащегося в фосфорной кислоте);
состав ненейтрализованного продукта: Р2О5общ - 45,3%; Р2О5усв - 44,7%; РгО5 своб - 7%; степень использования фосфорита 94%; отношение ретура к  ненейтрализованному продукту 4:1; - степень выделения в газовую фазу: фтора - 22%, СО2 - 100%; испаряется воды (при смешении) 1,7 кг на 100 кг фосфорита; гранулометрический состав продукта: +4 мм - 34%; -4-1 + 1 мм - 53% и -1 мм - 13%; нейтрализацию производят известняком до содержания 4% РгО5своб; степень использования известняка, содержащего 95% СаСО3, составляет 70%;
количество золы, вносимой в продукт при сушке, 20% от содержания его в топливе, что составляет 2,59 кг на 100 кг фосфорита; механические потери 1 %. Расчет составляет на 100 кг вторичного фосфата

материальный расчет производства двойного суперфосфата из неупаренной фосфорной кислоты

Скачать решение задачи 7.13

Задача 7.14. Используя данные предыдущего Скачать решение задачи Задачаа, произвести тепловой расчет барабанной печи для сушки двойного суперфосфата и определить расход топочных газов и угля, если 1 кг угля при сжигании образует 11,11 м3 (при н. у.) топочных газов. Содержание золы в угле 23,5%, Начальная температура топочных газов 500 С, а конечная 150 С. В топочных газах, поступающих на сушку, содержится 6% (об.) водяных паров. Температура поступающей в барабан пульпы 90 С, ретура - 70 °С.
Скачать решение задачи 7.14

Задача 7.15 Определить объем и число реакторов-смесителей для обработки кислотой (32% Р2О5) фосфоритной муки, содержащей 21,6% Р2О6 и 4,25% СО2; количество испаряющейся воды при взаимодействии реагентов; часовое количество пара с давлением 3,9*10^5 Па (4 атм), которое необходимо затратить для подогрева пульпы до 95 °С Исходные данные: расход фосфорной кислоты (в расчете на 100% Р2О5) составляет 7403,7 кг/ч; кислота содержит 7,5 кг/м8 фосфогипса. Норма расхода фосфорной кислоты равна 75 кг (100% Р2О5) на 100 кг фосфоритной муки; температура поступающей кислоты и фосфоритной муки 30 СС;
время пребывания пульпы в смесителе при 95 °С равно 15 мин; полученный ненейтрализованный продукт содержит 7% - Р2О5своб выход ненейтрализованного продукта равен 2,1 масс. ч. на 1 масс. ч. фосфорита.
Скачать решение задачи 7.15

Задача 7.16 Вычислить количество известняка, необходимое для нейтрализации гранулированного и отсеянного производственного двойного суперфосфата, и определить качество получаемого готового продукта. Исходные данные:
на нейтрализацию поступает продукт из сушильного барабана после классификации его по крупности; выход ненейтрализованного двойного суперфосфата составляет 268,9 кг на 100 кг апатитового концентрата, содержащего 39,4% Р2О5. Общее количество Р2О5своб в нем 9,7 кг; нейтрализация производится до содержания Р2О5своб, равного 2%; расход фосфорной кислоты (26,5% Р8О5) составляет 361,8 кг на 100 кг апатитового концентрата; степень использования РаО5 апатитового концентрата 93,7%; сушка производится в присутствии ретура готового продукта, количество которого составляет 1189 кг на 100 кг апатитового концентрата; фракционный состав материала после рассева следующий: частиц крупнее 4 мм 34%; частиц с размерами 1 - 4 мм 53%; мельче 1 мм 13 %. Расчет ведем на 100 кг апатитового концентрата.
Скачать решение задачи 7.16

Задача 7.17 Апатитовый концентрат имеет следующий состав, %:
Са3(РО4)2 - 86; Fe2O3 - 0,63; K2O - 0,23; CaF2 - 6,2; Al2O3 - 0,9; SiO2 - 1,11; MgO - 0,19; Na2O - 0,63; Влага - 0,35; нерастворимы в кислоте остаток - 3,96
Подсчитать расход серной кислоты (моногидрата) и количество воды (без учета гигроскопической влаги), необходимые для разложения 100 кг апатитового концентрата, если коэффициент разложения всех его составных частей равен 95%.
Скачать решение задачи 7.17

Задача 7.18. Рассчитать расход серной кислоты, выход камерного и складского суперфосфата и составить материальный баланс процесса на 100 кг апатитового концентрата.
Исходные условия:
норма моногидрата 68 масс. ч. на 100 масс. ч. апатита;
концентрация серной  кислоты 69%;
концентрация исходной башенной серной кислоты 75%;
камерный суперфосфат содержит: 20,15% Р2О5об ; 17,6 Р2О5св и 13% Н2О;
вызревший на складе суперфосфат содержит 20,3% Р2О5 ; 18,9% Р2O5усв; 11% Н2О;
содержание Р2О5 в апатитовом концентрате 39,4%.
Скачать решение задачи 7.18

Задача 7.19. Определить коэффициент разложения сырья и выход камерного суперфосфата на 1000 кг сырья, если в суперфосфате содержится 21,4% Р2O5. и 20,3% РаО5 , а в сырье 39,4% Р2O5.
Скачать решение задачи 7.19

Задача 7.20. Материальный баланс производства суперфосфата на 100 кг апатитового концентрата таков:

Материальный баланс производства суперфосфата на 100 кг апатитового концентрата

Подсчитать расходные коэффициенты для серной кислоты и фосфатного сырья на 1000 кг стандартного суперфосфата  и 1000 кг Р2О5 а стандартный 18,7%.
Скачать решение задачи 7.20

Задача 7.21. Определить: расходные коэффициенты для сырья, часовой расход материалов и количество выделяющихся газов при производстве 1 млн. т. в год простого суперфосфата из апатитового концентрата.
Исходные  данные:
апатитовый концентрат содержит 39,4% Р2О5 (в расчете на сухое вещество) и 1% Н2О;
концентрация серной кислоты 76%; для варки суперфосфата применяется 68%-ная кислота; норма кислоты 68 кг моногидрата на 100 кг апатитового концентрата;
камерный суперфосфат содержит 20,8% Р2О5общ; 17,6% Р2О5усв и 11 % Р2О5 . Готовый (экспедиционный) суперфосфат содержит 21% P2O5общ;
съем кремнефтористоводородной кислоты, по заводским данным, составляет 7,1 кг (в расчете на 100% Н251рв) на 1000 кг суперфосфата.
За основание расчета берем 100 кг апатитового концентрата.
Скачать решение задачи 7.21

Задача 7.22. Составить тепловой баланс камерного процесса производства простого суперфосфата из апатитового концентрата.
Исходные данные:
на 1000 кг концентрата расходуется 1000 кг 68%-ной Н2SO4 [норма кислоты 68 (масс, ч.) Н2SO4 на 100 масс. ч. апатитового концентрата 1;
подсос воздуха в камеру составляет 260 м3 (сухого) на 1000 кг апатитового концентрата;
для производства 1000 кг вызревшего (экспедиционного) суперфосфата расходуется 533 кг апатитового концентрата; он поступает в смеситель камеры при 18 С, кислота - при 40 °С; температура засасываемого в камеру воздуха 13 °С, а отходящих газов и паров 100 °С;
степень разложения апатита серной кислотой (в конце первой стадии разложения) 73,8%, а на выходе из камеры (в производственном суперфосфате) 88%;
выход камерного суперфосфата из 1000 кг апатитового концентрата составляет 1894 кг; температура суперфосфата на выходе из камеры 110 °С;
в газовую фазу выделяется 40% фтора от количества (3%), содержащегося в апатитовом концентрате;
общее количество газов и паров, отходящих из камеры, составляет 106 кг на 1000 кг апатитового концентрата;
на 1000 кг суперфосфата получается 7,1 кг кремнефтористово-дородной кислоты.
Расчет ведем на 1000 кг апатитового концентрата.
Скачать решение задачи 7.22

Задача 7.23 Составить материальный и тепловой балансы процесса нейтрализации в производстве аммиачной селитры.
Исходные данные: концентрация исходной азотной кислоты 50% HNO3, аммиака 100% NH3, получаемого раствора 70%
начальные температуры азотной кислоты - 30 °С, аммиака - 50 °С;
потери аммиака и азотной кислоты 1%.
Расчет ведем  применительно к  1000 кг NH4NO3.
Скачать решение задачи 7.23

Задача 7.24 Составить материальные и тепловые расчеты первой ступени выпарки раствора аммиачной селитры, получаемой при нейтрализации азотной кислоты аммиаком.
Выпарка производится в две ступени в аппаратах трубчатого типа.
В первой ступени в качестве греющего агента используют соковый пар с давлением 117,68 кПа (1,2 кгс/м2) из аппарата нейтрализации (ИТН). Количество этого пара составляет 365,4 кг на 1 т МН4ЫО8. В первую ступень на 1 т продукта поступает 1430 кг раствора NH4NO3 с концентрацией 70% NH4NO3 и температурой 110°С Выпарка ведется под давлением 20,59 кПа (0,21 кгс/м2). Во вторую ступень выпарки поступает 1117 кг раствора с концентрацией 89% МН4МО3 при 90 °С. Греющим агентом служит насыщенный пар с давлением 882,6 кПа (9 кгс/м2); давление в аппарате 32,36 кПа (0,33 кгс/м2). Конечная концентрация получаемого плава 98,5% NH4NO3. Расчет материальных и тепловых балансов ведем на 1000 кр 100%-ного NH4NO3.

Схема двуступенчатой  выпарки  раствора аммиачной селитры:

Схема двуступенчатой  выпарки  раствора аммиачной селитры:
1 - выпнрной аппарат первой ступени; 2 - сепаратор; 3 - сборник; 4 -  насос; 5 - напорный  бак; 6 - выпарной аппарат второй ступени.
Скачать решение задачи 7.24

Задача 7.25. Составить тепловой расчет кристаллизации плава аммиачной селитры в грануляционной башне.
Исходные данные:
температура воздуха на входе в грануляционную башню 30 С, на выходе 60 °С;
в башню поступает на 1000 кг аммиачной селитры 1015,21 кр плава, содержащего 98,5% NH4NO3;
температура  плава, поступающего в башню, 150 С;
температура гранул, выходящих иэ башни, 80 С.
Расчет ведем на 1000 кг аммиачной селитры (1015,2 кг 98,5%-него плава).
Скачать решение задачи 7.25

Задача 7.26. Составить материальный баланс синтеза мочевины (получения плава), который осуществляется при абсолютном давлении в колонне синтеза 20,2 МПа (200 атм) и 200 °С. Источником двуокиси углерода служит экспанзерный газ, содержащий 96% СО2 и 4% инертных газов.
Исходные данные:
избыток аммиака составляет 125% от стехиометрического количества;
степень  превращения карбамата аммония в мочевину 70%;
потери мочевины  при  дистилляции и упаривании  6,5%;
расчет составляем на 1000 кг мочевины в виде готового продукта (сухого).
Скачать решение задачи 7.26

Задача 7.27 Составить тепловой расчет колонны синтеза мочевины.
Исходные данные
Температура реагентов, поступающих в колонну синтеза, °С: жидкого аммиака 105; двуокиси углерода 35; температура в колонне синтеза 200 °С; критическая температура аммиака 132,9 °С.
Энтальпия жидкого аммиака, кДж/кг: 939,9 при 132,9 "С и 553,1 при 105 °С.
Зависимость теплового эффекта реакции конверсии карбамата аммония от избытка аммиака при 155-210 С:
Количества исходных реагентов и продуктов реакции принять согласно материальному расчету, приведенному в предыдущем Скачать решение задачи Задачае.
Расчет  ведем на 1000  кг  готового продукта.
Скачать решение задачи 7.27

Задача 7.28 Определить, какое количество хлорида калия выделяется при охлаждении от 100 до 25 °С эвтонического раствора и сколько сильвинита, содержащего 25% KCl и 75% NaCl, потребуется для возобновления процесса (цикла).
Скачать решение задачи 7.28

Задача 7.29 Определить распределение хлорида калия из сильвинита при его переработке на химической фабрике, если известны составы, в %

 распределение хлорида калия из сильвинита при его переработке на химической фабрике

Общее извлечение KCl в полученный продукт 87,5%
Скачать решение задачи 7.29

Задача 7.30 Определить переход в раствор хлорида калия из сильвинита в растворителях калийной фабрики если составы сильвинита, продукта, отвала и илов те же, что и в предыдущем Скачать решение задачи Задачае, а состав жидкой фазы, пропитывающей отвал: 8% KCl, 15% NaCl и 77% Н2О. В твердой фазе отвала содержится 1,7% KCl.
Скачать решение задачи 7.30

Задача 7.31 Определить расход аммиака на нейтрализацию 1000 кг фосфорной кислоты, содержащей 25% - Р2О5, 3,75% - SO3, 3,6% - МgО, Содержанием других примесей пренебречь.
Скачать решение задачи 7.31

Задача 7.32 Определить, какое количество ретура готового продукта - аммофоса, содержащего 2,5% Н2О, необходимо смешать с аммофосной пульпой, содержащей 40% Н2О, чтобы получить шихту с влажностью 10%. Расчет ведем на 1000 кг пульпы.
Скачать решение задачи 7.32

Задача 7.33 Определить количество воды, удаляемой в 1 ч при сушке аммофосной пульпы от начальной влажности 40% до конечного влагосодержания, равного 2,5%, для завода производительностью 640 000 т продукта в год, если из 1000 кг фосфорной кислоты (32% Р2О5) получается 588,7 кг сухих солей, а соответствующее им количество пульпы равно 990 кг.
Скачать решение задачи 7.33

Задача 7.34 Составить материальный баланс сатуратора для нейтрализации кислоты в производстве аммофоса (на 1000 кг фосфорной кислоты). Состав экстракционной фосфорной кислоты: 25% - Р2О5, 3,75% - SO3, 3,6% - MgO, 0,2% - СаО, 1,3% - Аl2O3 - 1,3% - Fе2О3, 1,86%  - F. Состав жидкого аммиака: 99% - NH3, 1% - Н2О. В процессе насыщения кислоты аммиаком испаряется 78 кг воды на 1000 кг кислоты. Содержание аммиака в нейтрализованной пульпе составляет 27% от общего количества Р2О5.
Скачать решение задачи 7.34

Задача 7.35. Используя данные предыдущей задачи, рассчитать тепловой баланс сатурации в производстве аммофоса на 1000 кг фосфорной кислоты указанного выше состава (стр. 371). Температуры: поступающей кислоты 60 °С, аммиака - 27 °С, при давлении 152 кПа (1,5 атм), отходящей пульпы 102 °С
Скачать решение задачи 7.35

Задача 7.36. Определить количество термической фосфорной кислоты (52% Р2О5) и аммиака, необходимых для получения фосфатов аммония цеха нитроаммофоски производительностью 31,4, т/ч, содержащей 16,6% Р2О5. До аммонизации кислоту разбавляют до концентрации 47% Р2О5. Аммонизацию кислоты проводят до мольного отношения NH3/Н3PO4 = 0,7. В поступающем аммиаке содержится 99 % NH3 и 1 % влаги.
Скачать решение задачи 7.36

Задача 7.37 Определить количество необходимого аммиака и состав получаемой пульпы при аммонизации экстракционной фосфорной кислоты в цехе производства нитроаммофоски производительностью 31,4 т/ч, содержащей 16,6% Р2О5. Состав кислоты после разбавления: 47% - Р2О5; 0,2% - СаО; 38% - SO3; 0,73% - Fе2О3; 0,57% - Al2O3; 0,37% - SO2 и 0,45% - F. Другие необходимые данные использовать из предыдущего Скачать решение задачи Задачаа.
Используемый газообразный аммиак содержит 99% NH3 и 1% H2O.
Скачать решение задачи 7.37

Задача 7.38. Используя данные предыдущей задачи, вычислить количество испарившейся воды за 1 ч, если кислота и аммиак поступают с температурой 40°C, а температура отходящей пульпы равна 125 °С.
Скачать решение задачи 7.38

Задача 7.39 Производительность сушильного барабана цеха производства нитроаммофоски составляет 600 000 т в год высушенного продукта состава N : Р2О5 : К2О = 17 : 17 : 17, содержащего 0,5% влаги. В полученном высушенном гранулированном материале содержится частиц:
с размерами >4 мм - 25%
с размерами <2 мм - 25%
с размерами 2-4 мм (товарная фракция) - 50%
В гранулятор возвращают мелкую фракцию, измельченную крупную фракцию и часть товарной фракции. Определить часовой расход выпускаемого товарного продукта и количество циркулирующего ретура, если в процессе сушки 0,7% нитроаммофоски уносится в виде пыли, возвращаемой с ре-туром в гранулятор, а при гранулировании уносится 5% продукта в виде пыли, также присоединяемой к ретуру.
Скачать решение задачи 7.39

Задача 7.40 Определить часовой приход в гранулятор основных реагентов (не считая ретура), необходимых для получения 40 т нитроаммофоски, содержащей 17% - N, 17% Р2О5 и 17% К2О; если в поступающем плаве аммиачной селитры содержится 97% МН4МО8, в жидком аммиаке - 99,3% МН3 Раствор фосфатов аммония содержит МН3 и Н3РО4 в мольном отношении 0,7/1. Его получают из фосфорной (47% Р2О5) кислоты (содержанием примесей в кислоте можно пренебречь). В грануляторе фосфорная кислота нейтрализуется до мольного отношения NH3/Н3РО4 = 1,05.  Используемый  хлористый  калий  содержит 98% KCl в сухом веществе и  1%  влаги. Расчет ведем на 1000 кг нитроаммофоски.
Скачать решение задачи 7.40

Задача 7.41 Гранулятор-аммонизатор, служащий для гранулирования нитроаммофоски, имеет длину L = 6 м и диаметр D = 4 м. Определить частоту вращения барабана и теоретическое время пребывания материала в нем, если степень заполнения гранулятора равна 0,2, а наклон его по отношению к горизонту составляет а = 2°.
Скачать решение задачи 7.41

Задача 7.42 В цехе нитроаммофоски в гранулятор-аммонизатор длиной 6 м и диаметром 4 м поступает в 1 ч 0,5 т жидкого аммиака; 12,5 т хлористого калия; 17,5 т плава аммиачной селитры и 15,5 т раствора фосфата аммония. Вычислить время пребывания поступающих материалов в грануляторе при степени заполнения ими объема аппарата, равной 0,2, и насыпной плотности массы, равной 1150 кг/м3.
Скачать решение задачи 7.42

Задача 7.43 Составить материальный расчет получения азотнокислотной вытяжки разложением апатитового концентрата 45%-ной НМО8. Избыток кислоты - 5% от стехиомет-рического количества. Состав апатитового концентрата, %1
P2O5 - 39,4; CaO - 51,8; Ce2O3 - 0,95; F - 3,03; Fe2O3 - 0,84; SiO2 - 1,51; He - 1,97; H2O - 0,5
Степень извлечения  компонентов апатита   при  разложении: Р2О5, СаО, Се2О3 - 98%, фтора - 95%, Fе2О3 - 70%. За основание расчета принимаем 1000 кг апатитового концентрата.
Скачать решение задачи 7.43

Задача 7.44 Составить материальный расчет осаждения кремнефторида натрия из азотнокислотной вытяжки, полученной разложением 1000 кг апатитового концентрата.
Азотнркислотная вытяжка имеет состав, приведенный выше. Расход 20%-ного раствора Na2CO3 на осаждение фтора составляет 300% от стехиометрического количества. В осадок переходит 80% фтора, содержащегося в растворе
Скачать решение задачи 7.44

Задача 7.45 Составить материальный расчет нейтрализации обесфторенной азотнокислотной вытяжки с учетом получения сложного удобрения, в котором массовое отношение М/Р2ОВ = 1/1. Из общего количества Р2О5, содержащейся в удобрении, 80% находится в цитратнорастворимой форме (в виде СаНРО4) и 20% в водорастворимой форме (в виде NH4Н2РО4). Избыточный кальций выводится из вытяжки охлаждением. Отделяемый кристаллический осадок нитрата кальция содержит 8% HNO3. После кислотной промывки соли содержание в ней кислоты увеличивается на 1,6%. Нейтрализация вытяжки производится 100%-ным газообразным аммиаком.
Состав раствора азотнокиедатной вытяжки после обесфторива-ния на 1000 кг апатитового концентрата следующий, кг;
Ca(NO3)2 - 1486,7
H3PO4 - 532,95
H2SiF6 - 7,27
Fe(NO3)2 - 17,79
Ce(NO3)3 - 18,50
NaNO3 - 68,67
H2O - 1797,03
HNO3 - 7,4
Стехиометрический расход азотной кислоты на разложение 1000 кг апатитового концентрата 1166,8 кг (стр. 388). За основание расчета принимаем 1000 кг апатитового концентрата.
Скачать решение задачи 7.45

Задача 7.46 Определить расход серной и азотной кислот для получения из 1000 кг апатитового концентрата азотно-серно-кислотным способом нитрофоски, содержащей 20 и 40% от общего количества Р2О6 в воднорастворимой форме при массовом отношении N/Р2О5 = 1/1. Апатитовый концентрат содержит 39,5% Р2О5 и 51,5% СаО.
Скачать решение задачи 7.46

Задача 7.47 Составить материальный баланс разложения 1000 кг апатитового концентрата азотной и серной кислотами для производства нитрофоски с соотношением Р2О5под/Р2О5цитр = 1/1. Апатитовый концентрат содержит: 39,4% - Р2О5; 51,8% - СаО; 8,03% - F; 0,84% Fe2O3, 0,95% - Ce2O3, 1,97% - н. о.; 1,51% - SiO2 и 0,5% Н2О. Разложение апатита ведется при последовательной подаче кислот - сначала азотной, концентрации 47% HNO3, затем серной, концентрации 92,5% H2SO4. Степень извлечения компонентов из апатитового концентрата в раствор составляет: Р2О5, F и СаО - 98%, Ce2O3 - 95%, Fе2O3 - 70%.
Скачать решение задачи 7.47

Задача 7.48 Используя данные предыдущего Скачать решение задачи Задачаа, составить материальный баланс аммонизации пульпы, полученной разложением 1000 кг апатитового концентрата в производстве азотно-сернокислотным способом нитрофоски, содержащей 50% Р2О5 в воднорастворимой форме. В процессе аммонизации пульпы необходимо учесть дополнительное количество азотной кислоты, необходимой для уравновешивания отношения N/Р2О5 до 1/1.
Скачать решение задачи 7.48

Задача 7.49  Определить количество хлористого калия (95% KCl), расходуемое при смешении с пульпой, полученной из 1000 кг апатитового концентрата, содержащего 39,4% Р2О5, для производства нитрофоски, если в готовом продукте массовое отношение P2O5/К2О = 1/1, а степень перехода Р2О5 в пульпу равна 98%. Вычислить количество образующихся продуктов при взаимодействии 90% KCl с NH4NO3
Скачать решение задачи 7.49

Задача 7.50 Определить состав нитрофоски и количество материалов, необходимых для ее получения разложением 1000 кг апатитового концентрата неполной нормой 50%-ной HNO3 в присутствии сульфата аммония. Апатитовый концентрат имеет следующий состав, %:
P2O5 - 39,4; CaO - 51,8; Фтор - 3,0; Fe2O3 - 0,84; SiO2 - 1,5; He - 1,95; H2) - 0,56;
Степень разложения апатита по отдельным составляющим: Р2О5, СаО и Се2О3 - 97%, фтор - 95%, Fe2О3 - 70%, Сульфат аммония содержит: 98,5% (NH4)2SO4 и 1,5% H2O. Хлористый калий содержит: 95% KCl и 5% примесей и воды
Скачать решение задачи 7.50

   

Cтраница 1 из 12

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