Задачи по ОХТ

Гутник примеры и задачи по технологии орг синтеза часть 2

Задача 62. Объемный расход этилена в реактор прямой гидратации равен 30000 м3/ч, а степень конверсии этилена за один проход доставляет 4,3%. Определить тепловой эффект и количество выделяющейся теплоты, если теплота образования равна: для этилена 52,3 кДж/моль, воды 241,84 кДж/моль, для этанола 235,3 кДж/моль.

Скачать решение задачи 62

Задача 63. Производительность установки получения этилхлорида жидкофазным гидрохлорированием этилена равна 260 кг/ч. Тепловой эффект процесса составляет 6,2 кДж на 1 моль этилхлорида. Определить объемный расход теплоносителя для снятия выделяющейся теплоты, если теплоемкость теплоносителя равна 3,86кДж(кг-К), плотность теплоносителя 1250 кг/м3, а температура теплоносителя в процессе теплообмена увеличивается на 10 К.

Задача 64. В процессе хлорирования бензола на снятие выделяемой теплоты расходуется 1,8 т бензола в расчете на 1 т хлорбензола. Определить производительность установки по хлорбензолу, если тепловой поток с испаряющимся бензолом равен 800 кВт, а теплота испарения бензола равна 30,6 кДж/моль.

Задача 65. Тепловой эффект реакции алкилирования бензола этиленом равен 106 кДж/моль. На снятие части (55%) выделяемой теплоты расходуется 48% бензола, подаваемого в реактор. Определить массовый расход бензола на установке производительностью 4 т этилбензола в час. Теплота испарения бензола равна 0,6 кДж/моль.

Задача 66. Производительность установки газофазного гидрохлорирования ацетилена равна 2 т винилхлорида в час; тепловой эффект образования винилхлорида равен 60 кДж/моль. Определить площадь поверхности теплообмена в реакторе, если средний температурный напор равен 70 К, а коэффициент теплопередачи составляет 37 Вт/(м2-К).

Задача 67. В процессе получения ацетилена карбидным методом 85%1 теплоты, выделяемой в результате химической реакции, снимается за счет испарения воды. Определить тепловой эффект реакции и объемный расход воды на испарение в генераторе производительностью 500 м3 ацетилена в час. Теплота образования карбида кальция 62,7 кДж/моль, воды 241,8 кДж/моль, оксида кальция 635,1 кДж/моль, ацетилена -226,7 кДж/моль. Теплота парообразования воды 2289 кДж/кг.

Задача 68. В реактор алкилирования изобутана в час подают 36 м3 жидкой бутан-бутеновой фракции, в которой массовая доля бутенов равна 30%, а плотность 605 кг/и3. Тепловой эффект реакции алкилирования изобутана бутенами равен 77 кДж на 1 моль бутенов, причем на снятие выделяющейся теплоты расходуется 20% циркуляционного изобутана. Определить массовое соотношение .циркуляционного изобутана и жидкой бутан-бутеновой фракции, если теплота испарения изобутана равна 330 кДж/кг.

Задача 69. Объем катализатора в реакторе прямого окисления этилена равен 7 м3, а -производительность 1 м3 катализатора составляет 80 кг зтиленоксида в час. Суммарный тепловой эффект реакций равен 820 кДж на 1 моль этиленоксида. Определить площадь поверхности теплообмена реактора, если коэффициент теплопередачи равен 25 Вт/(м2-К), а средний температурный напор 120 К

Задача 70. Площадь поверхности змеевиков в реакторе окисления ацетальдегида равна 600 м2. Производительность реактора 3000 кг уксусной кислоты ,в час. За счет подачи воды в змеевики снимается теплота в количестве 270 кДж/моль. Определить средний температурный напор при охлаждении реакционной массы если коэффициент теплопередачи равен 320 Вт/(м2-К).

Скачать решение задачи 70

Задача 71. Тепловой эффект процесса получения винилацетата из ацетилена и уксусной кислоты равен 118,5 кДж/моль; площадь поверхности змеевиков для снятия реакционной теплоты 48 м2; коэффициент теплопередачи 80 Вт/(м2-К); средний температурный напор 140 К- Определить часовую производительность реактора по винил ацетату.

Скачать решение задачи 71

Pr-14. Определить компонентный состав бензиновой фракции (пределы выкипания 93-123 °С), полученной в процессе пря мой гонки нефти, если количество получаемой фракции составляем 34 800 кг/ч. Состав бензиновой фракции в массовых долях следующий: парафиновые углеводороды 27,2%, непредельные углеводороды 0,7%, ароматические углеводороды 0,9%, нафтеновые углеводороды 71,2%. Определить массовый расход нефти, необходимой для получения указанной фракции, если выход фракции составляет 20% от общей массы нефти, затраченной на прямую гонку.

Скачать решение задачи Pr-14

Pr-15. Определить компонентный состав бензиновой фракции (52800 кг/ч, пределы выкипания 58-93 °С), полученной пиролизом нефтяного сырья, если ее состав в массовых долях следующий: парафиновые углеводороды 4,9%, непредельные углеводороды 37,9%, ароматические углеводороды 56,2%, нафтеновые углеводе роды 1%. Определить массовый расход нефти, необходимой дл получения указанной фракции, если выход фракции составляет 60" от общей массы нефти, затраченной на пиролиз. Условно принять молекулярную массу .для нефти 282, для бензиновой фракции 142,

Скачать решение задачи Pr-15

Pr-16. Производительность. установки платформинга по жидкому сырью составляет 1760 т/сут. Объемный расход смеси паров и циркуляционного водорода равен 2,57 м3/с в условиях процесса. Объемная скорость жидкого сырья, имеющего плотность 748 кг/м3, составляет 1,53 ч-1; линейная скорость парогазовой смеси в сечении реактора равна 0,39 м/с. Определить общий объем катализатора в реакторах и диаметр реактора.

Скачать решение задачи Pr-16

Задача 72. В результате прямой перегонки нефти получено в час 33800 кг бензиновой фракции (93-123°С), массовые доли компонентов в которой равны: парафины 27,4%, непредельные 0,5%, ароматические 0,7%, нафтены 71,4%. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 48% от общего расхода нефти, поступающей на установку прямой перегонки.

Скачать решение задачи 72

Задача 73. В результате прямой перегонки нефти получено и час 37000 кг бензиновой фракции (58-93°С), массовые доли компонентов в которой равны: парафины 37,4%, ароматические 0,5%, нафтены 62,1%. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 7% от общего расхода нефти, поступающей на установку прямой перегонки.

Скачать решение задачи 73

Задача 74. В результате прямой перегонки нефти получено в час 34000 кг бензиновой фракции (123-153°С), массовые доли компонентов в которой: парафины 18,8%, ароматические 4,7%; непредельные 0,5%, нафтены 76% Определить компонентный состав фракции и массовым расход нефти, если выход фракции составляет 18% 01 общего расхода нефти, поступающей на установку прямой перегонки.

Скачать решение задачи 74

Задача 75. В результате прямой перегонки нефти получено! в час 52000 кг бензиновой фракции (58-93°С), массовые доли .компонентов в которой равны: парафины 4,9%, непредельные 37,9%, ароматические 56,2%, нафтены 1,0%. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 62% от общего расхода нефти, поступающей на установку прямой перегонки.

Задача 76. В результате пиролиза нефти получено в час 71000 кг бензиновой фракции (93-123°С), массовые доли компонентов в которой равны: парафины 7,1 %, не предельные 43%, ароматические 48,2%, нафтены 1,7%. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 68% от общего расхода нефти, поступающей на установку пиролиза.

Задача 77. В результате пиролиза нефти получено в час 68000 кг бензиновой фракции (123-153°С), массовые доли компонентов в которой равны: парафины Ю,2%, непредельные 47,3%, ароматические 40,3%, нафтены 2,2%. Определить компонентный состав фракции и массовый расход нефти, если выход фракции составляет 70% от общего расхода -нефти, поступающей на установку пиролиза.

Задача 78. При коксовании нефтяных остатков образуются нефтепродукты следующего состава (в массовых долях): 28% нефтяного кокса, 60% жидких дистиллятов, 12% крекинг-газа. Рассчитать компонентный состав указанных продуктов, если на установку подают 38 800 кг нефтяного остатка в час, а степень его конверсии составляет 90%.

Скачать решение задачи 78

Задача 79. Определить состав крекинг-газа в массовых долях, если газ состоит (в объемных долях) из водорода (4 %), метана (41 %), этана (18 %), пропана (15%), бутипа (6%), этилена (3%), пропилена (8%), и бутенов (5%).

Задача 80. Перевести объемные доли в массовые доли (%) для крекинг-газа следующего состава: водород 3%, метан 48%, этан 17,%, пропан 15%, -бутан 5%, этилен 2%, пропилен 6%, бутены 4%:

Задача 81. Перевести объемные доли в массовые доли (%) для крекинг-газа, полученного газофазным крекингом дистиллятов прямой гонки и имеющего следующий состав: водород 9%, метан 28%, этан 14%, пропан - 4%, бутан - 1,5%, этилен 22%, пропилен 15%, бутены 6,5%.

Задача 82. Перевести объемные доли в массовые доли (•%) для крекинг-газа, полученного газофазным крекингом дистиллятов прямой гонки и имеющего следующий состав: водород 7%, метан 30%, этан 13%, пропан 3%, бутан 1%, этилен 23%, пропилен 16%, -бутены 7%.

Задача 83. Производительность установки платформинга по жидкому сырью равна 1750 т/сут. Объемный расход смеем паров сырья и циркуляционного водорода составляет 2,51 м3/с в условиях процесса. Объемная скорость жидкого сырья, имеющего плотность 745 кг/м3, составляет 1,52 ч-1; линейная скорость парогазовой смеси в сечении реактора 0,38 м/с. Определить общий объем катализатора в реакторах и диаметр реактора.

Задача 84. Производительность установки платформинга по жидкому сырью равна 1800 т/сут. Объемный расход смеси паров сырья и циркуляционного водорода составляет 6 м3/с в условиях процесса. Объемная скорость жидкого сырья, имеющего плотность 743 кг/м3, составляет 1,54 ч"1; линейная скорость парогазовой смеси в сечении реактора 0,37 м/с. Определить общий объем катализатора в реакторах и диаметр реактора.

Задача 85. Производительность установки платформинга по жидкому сырью равна 1640 кг/сут. Объемный расход смеси паров сырья и циркуляционного водорода составляет 3,02 м3/с в условиях процесса. Объемная скорость жидкого сырья, имеющего плотность 75 -кг/м3, составляет 1,55 ч"1; линейная скорость парогазовой смеси в сечении реактора 0,4 м/с. Определить общий объем катализатора в реакторах и диаметр реактора.

Задача 86. Производительность установки платформинга по жидкому сырью равна 1780 кг/сут. Объемный расход смеси паров сырья .и циркуляционного водорода составляет 2,81 м/3с в условиях процесса; объемная скорость Жидкого сырья, имеющего плотность 748 кг/м3, составляег 1,5 ч-1; линейная скорость парогазовой смеси в сечении реактора 0,35 м/с. Определить общий объем катализатора в реакторах и диаметр реактора.

Задача 87. Производительность установки платформинга по жидкому сырью, имеющему плотность 745 кг/м3, составляет 72916 кг/ч. Объемный расход смеси паров сырья п циркуляционного водорода в условиях процесса 2,51 м3/с; линейная скорость парогазовой смеси в сечении реактора 0,38 м/с; общий объем катализатора в реакторах 64,4 м3. Определить диаметр реактора -и объемную скорость паров сырья в реакторе.

Скачать решение задачи 87

Задача 88. Производительность установки платформинга по жидкому сырью, имеющему плотность 743 кг/м3, составляет 75000 кг/ч. Объемный расход смеси паров сырья и циркуляционного водорода равен 2,61 м3/с; линейная скорость парогазовой смеси в сечении реактора 0,37 м/с; общий объем катализатора в реакторах 65,5 м3. Определить диаметр реактора и объемную скорость паров сырья в реакторе.

Задача 89. Производительность установки платформинга по жидкому сырью, .имеющему плотность 751 кг/м3, составляет 68340 кг/ч. Объемный расход смеси паров сырья и циркуляционного водорода 3,02 м3/с; линейная скорость парогазовой смеси в сечении реактора 0,4 м/с; общий объем катализатора в реакторах 58,7 м3. Определить диаметр реактора и объемную скорость паров сырья в реакторе.

Задача 90. Производительность установки платформинга по жидкому сырью, имеющему плотность 748 кг/м3, составляет 74 170 кг/ч. Объемный расход смеси паров сырья и циркуляционного водорода 2,81 м3/с; линейная скорость парогазовой смеси в сечении реактора 0,35 м/с; общий объем катализатора в реакторах 66 м3. Определить диаметр реактора и объемную скорость паров сырья в нем.

Задача 91. На установку каталитического риформинга (объем катализатора 64,5 м3) поступает керосиновая фракция плотностью 745 кг/м3. Объемная скорость паров сырья в условиях процесса 1,51 ч-1. Определить часовую производительность установки.

Скачать решение задачи 91

Задача 92. На установку каталитического риформинга (объем катализатора 66 м3) поступает жидкая фракция плотностью 748 кг/м3. Объемная скорость жидкости 1,5 ч-1. Определить часовую производительность установки.

Задача 93. Определить площадь поверхности теплообмена в теплообменниках на установке прямой перегонки нефти, и которых 60000 кг нефти [с= 1,885 кДж/(кг-К)] в час нагреваются от 125 до 200°С; коэффициент теплопередачи К=110 Вт/(м2-К); средний температурный напор Н=89К. Определить число стандартных теплообменников, если площадь поверхности теплообмена одного стандартного теплообменника составляет 100 м2.

Скачать решение задачи 93

Задача 94. Определить площадь поверхности теплообмена керосиновых теплообменников на установке АТ, в которых 80000 кг керосина [с= 1,580 кДж/(кг-К)] охлаждаются от 180 до 110°С за 1 ч; коэффициент теплопередачи К=100 Вт/(м2-К); средний температурный напор Н=82К.

Задача 95. Определить расход теплоты, необходимой для нагревания 348000 кг нефти [с =1,880 кДж/(кг-К)] от 182 до 350 °С за 1 ч. Теплоемкость нефтяных паров 1,960 кДж/(кг-К).

Задача 96. В печь поступает в час 625000 кг нефти при температуре 160 °С. В печи нефть нагревается до 330 °С; при этом 30% испаряется. Определить тепловую нагрузку печи, если теплоемкость газовой фазы нефти равна 2,028 кДж/(кг-К), теплоемкость жидкой фазы 2,300 кДж/(кг-К), а теплота испарения 194,5 кДж/кг.

Производство ацетилена

Pr-17. В генераторе системы «вода я а карбид» для получения ацетилена используют технический карбид, в котором массовая доля карбида кальция равна 75%, а ноля оксида кальция 15%. В ходе процесса выделяется 3000 кВт теплоты, 85% которой снимается за счет испарения избытка воды. Определить производительность генератора по ацетилену, массовые расходы технического карбида кальция и воды для .получения ацетилена, если массовое соотношение воды и технического карбида равно 1,2: 1. Скрытая теплота парообразования воды 2289 кДж/кг.

Скачать решение задачи Pr-17

Задача 97. В генератор системы «карбид в воду» загружают технический карбид кальция, массовая доля СаС2 в котором равна 75%. Процесс ведут при массовом соотношении технического карбида и воды 1 : 8 до степени конверсии сырья 98%. Определить массовый расход реагента для обеспечения производительности генератора, и равной 500 м3 ацетилена в час.

Задача 98. В генератор системы «карбид в воду» подают 600 кг технического карбида кальция в час. Литраж карбида кальция 270 л/кг. Процесс ведут до степени конверсии сырья 96% при времени разложения 9 мин. Определить производительность генератора по ацетилену и объем реакционной части аппарата, если массовое соотношение технического карбида и воды равно 1 :7, а средняя плотность реакционной массы составляет 1050 кг/м3.

Задача 99. В генератор системы «вода на карбид подают в час 2000 кг технического карбида кальция, в котором китовая доля карбида кальция 70%, а доля оксида кальция 20%: Большая часть (85%) выделяющейся теплоты снимается за счет испарения воды. Степень конверсии сырья 98%; тепловой эффект разложения карбида кальция 127,1 кДж/моль; тепловой эффект гашения оксида кальция 63,6 кДж/моль. Определить расход теплоты и массовый расход воды на испарение. Скрытая теплота парообразования воды 2289 кДж/кг

Скачать решение задачи 99

Задача 100. Производительность генератора системы «вода ни карбид» равна 250 м3 ацетилена в час. Определить весовой расход карбидного ила, в котором массовая доля гидроксида кальция равна 26%, массовые расходы и химического карбида кальция (массовая доля СаС2 (равна 75%,) и воды, если степень конверсии сырья равна 97%, а массовое соотношение воды и технического карбида кальция равно 9 : 7.

Задача 101. В генератор системы «вода на карбид» подают и час 3000 кг технического карбида кальция, литраж которого равен 242 л/кг. Общее количество выделяемой теплоты равно 6900 кДж на 1 кг ацетилена. 80% теплоты снимается за счет испарения воды. Определить мас-гм1и)с соотношение реагентов, если на испарение расходуется 60% подаваемой в генератор воды. Скрытая теплота парообразования воды 2289 кДж/кг.

Задача 102. В генератор системы «вода на карбид» производительностью 1500 м3 ацетилена в час подают технический карбид кальция, в котором массовая доля СаС. равна 72,5%. Определить массовые расходы реагентов, если массовое соотношение воды и технического карбида кальция равно 1,1 : 1.

Скачать решение задачи 102

Задача 103. В генератор системы «вода на карбид» подают технический карбид кальция, в котором массовая доля оксида кальция равна 20%, а доля карбида кальция 70%, и воду в массовом соотношении 1 : 1,35. Определить производительность генератора по ацетилену, если на испарение избытка воды расходуется 900 кВт теплоты. Скрытая теплота парообразования воды 2289 кДж/кг.

Задача 104. В генератор системы «карбид в воду» при 15°С подают воду и 580 кг технического карбида кальция час. Массовая доля СаС2 в карбиде кальция равна 75%: За счет химических реакций выделяется 6240 кДж теплоты (в расчете на 1 м3 образующегося ацетилена). Определить массовый расход воды на снятие выделяющейся теплоты и массовое соотношение воды и технического карбида, если на нагревание 1 кг воды (с 15 до 70°С) расходуется 231 кДж теплоты, а на химическое взаимодействие с 1 >кг технического карбида кальция затрачивается 0,47 кг воды.

Производство ацетилена электрокрекингом и пиролизом

Pr-18. Производительность реактора электрокрекинга метана равна 650 кг ацетилена в час. Пиролиз ведут при 1600 °С и 0,18 МПа; степень конверсии метана 55%; селективность по. ацетилену 72%. Определить размеры реакционной камеры, если время реакции равно 0,00.1 с, а линейная скорость газов в камере состав лист 835 м/с. Коэффициент увеличения объема газов принять равным 1,4.

Скачать решение задачи Pr-18

Задача 105. Степень конверсии метана в регенеративной печи 55%; селективность по ацетилену 20%. Определить объемный расход водяного пара и природного газа, в котором объемная доля метана равна 95%, для производства 100 т ацетилена в сутки в регенеративной печи, если объемное соотношение .водяного пара и природного газа равно 2,2 : 1.

Скачать решение задачи 105

Задача 106. В регенеративную печь подают пропан ,и водяной пар в массовом соотношении 1 :4. Производительность печи 15 т ацетилена в час; степень конверсии пропана 60%; селективность по ацетилену 35%. Определить суммарный объем реакционных каналов, если время контакта газов равно 0,01 с.

Задача 107. Объемный расход пропана для пиролиза в регенеративной печи 40000 м3/ч; выход ацетилена 20% в расчете на исходный пропан. Определить съем ацетиле-па с 1 м3 реакционного пространства в час, если диаметр каналов 6,4 мм, их число 8634, а длина реакционной зоны 4,5 м.

Задача 108. Расход природного газа, в котором объемная доля метана равна 96%, для процесса электрокрекинга составляет 2400 м3/ч. Степень конверсии метана 60%; селективность по ацетилену 75%. Определить часовую объемную производительность реактора по ацетилену и суточный расход электроэнергии, если удельный расход энергии равен 10250 кВт-ч на 1 т ацетилена.

Задача 109. Потребляемая мощность реактора электрокрекинга метана равна 7200 кВт, причем 40% теплоты затрачивается на образование ацетилена. Выход ацетилена в расчете на исходное сырье 45%; теплота образования ацетилена 376 -кДж/моль. Определить часовой объемный расход природного газа, .в котором объемная доля метана равна 98%.

Задача 110. Реакционная камера печи электрокрекинга имеет длину 1,5 м и диаметр 70 мм. Время пребывания газов в камере 0,002 с. Определить часовую массовую производительность реактора по ацетилену, если объемная доля ацетилена в получаемом газе равна 14,1%.

Производство ацетилена окислительным пиролизом углеводородов.

При окислительном пиролизе теплоту, необходимую для термического разложения метана (этана, пропана, газового бензина или других углеводородов), подводят путем .нагревания исходных газов и в результате сжигания части метана непосредственно в реакционном объеме. Температура окислительного пиролиза 1300-1500°С; оптимальное объемное соотношение кислорода и метана равно (0,58-0,65) : 1; давление 0,02-1 МПа; время пребывания газов в реакционной зоне 0,002-0,01 с. Селективность процесса по ацетилену 28-35% при степени конверсии метана 90-95%. Процесс осуществляют в одно- или многоканальных реакторах. Скорость газовых потоков в реакционной зоне одноканальных реакторов равна 100-350 м/с, в многоканальных 10-50 м/с.

Pr-19. Степень конверсии метана в одноканальном реакторе окислительного пиролиза 91%, селективность по ацетилену 33%. Объемное соотношение метана и кислорода в исходной газовой смеси 1 : 0,64; коэффициент увеличения объема газов при пиролизе 6,4. Определить время пребывания газовой смеси в реакционной камере реактора, имеющего* производительность 1,2 т ацетилена в час, при скорости смеси в камере 300 м/с, если соотношение высоты камеры и ее диаметра равно 5:1.

Скачать решение задачи Pr-19

Задача 111. Производительность одноканального реактора окислительного пиролиза метана равна 1250 кг ацетилена в час; степень конверсии метана 95%; селективность по ацетилену 34%. Определить объемные часовые расходы метана я технического кислорода, в котором объемная доля кислорода равна 97%, если объемное соотношение кислорода и метана равно 0,62 : 1. I

Скачать решение задачи 111

Задача 112. Производительность одноканального реактора окислительного пиролиза метана равна 12200 м3 газа в час; объемная доля ацетилена в газе 8,5%. Степень конверсии метана 92%, селективность по ацетилену 33%, объемное соотношение метана и кислорода в исходной газовой смеси 61 : 39. Определить объемные расходы кислорода и природного газа, в котором объемная доля метана равна 96 %.

Скачать решение задачи 112

Задача 113. В одноканальный реактор получения ацетилена окислительным пиролизом метана подают в час 6500 м3 природного газа (в котором объемная доля метана равна 98%) и кислород, причем объемное соотношение метана я .кислорода равно 1 :0,65. Определить расход кислорода и производительность реактора по ацетилену, если выход ацетилена в расчете на поданный метан составляет 30%.

Задача 114. Производительность одноканального реактора окислительного пиролиза метана равна 1 т ацетилена в час. Объемное соотношение метана и кислорода в газовой смеси равно 1 :0,6; степень конверсии метана 90%; селективность по ацетилену 35 %. Определить диаметр и высоту реакционной камеры при времени пребывания в ней газовой смеси 0,004 с, средней скорости газовой смеси 300 м/с и коэффициенте увеличения объема тазов 6,4.

Задача 115. В одноканальный реактор окислительного пиролиза метана .подают в час 6000 м3 природного газа, в котором объемная доля метана равна 96%, и кислород в объемном соотношении к метану 0,6 : 1. Коэффициент увеличения объема газов 7,5; время -пребывания газов в реакционной зоне 0,004 с. Определить скорость газовой смеси и высоту реакционной зоны с размерами прямоугольного сечения 160 и 850. мм.

 

Задачи по ОХТ (онлайн) решения часть 1

Задача И-1 Составить материальный баланс обжига сульфатсодержащего сырья (ангидрита) в присутствии антрацита в производстве серной кислоты 2CaSO4 + С = 2СаО + СO2 + 2SO2. Производительность установки по моногидрату П т/год =140000 . Количество рабочих дней в году n=347 . Исходное сырье содержит C1 =87,8% масс. CaSO4, количество влаги С2=1,2 % масс. Антрацит содержит углерода С3=90,8 % масс. Избыток антрацита против стехиометрического 17 %. Весь избыточный углерод отеляется до СO2. Избыток воздуха а=2,1.

Скачать решение задачи И-1

Задача И-2 Подали на реакцию 15 г вещества А. Из них прореагировало 10г. В результате реакции образовалось 4 г. вещества С

3А -> 2C + D

М(А) = 12 г/моль, М(С) = 15 г/моль
Найти конверсию х  и селективность  .

Скачать решение задачи И-2

Задача И-3 Выход фенола при кумольном способе получения составляет 70%. Селективность процесса 0,85. сколько можно получить фенола из 1т кумола.

Скачать решение задачи И-3

Задача И-4 Рассчитать расходные коэффициенты по этанолу и НВr на 1 т бромоэтана, если селективность процесса по этанолу составляет 85% (по массе), а по НВr – 92% (по массе). Потери этанола – 5% (по массе), НВr – 15% (по массе):

С2Н5ОН+ НВr = С2Н5Вr + Н2О

Скачать решение задачи И-4

Задача И-5 Рассчитать состав реакционной смеси для реакции  окисления метана

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O

Сырье: 1) 520 кг технического метана, состав (%мольн): CH4 – 65%, C2H6 – 20%, C3H8 – 15% 2)воздух. Молярное соотношение реагентов (CH4 : O2) составляет 1:2, конверсия метана a(CH4) = 0,55.

Скачать решение задачи И-5

Задача И-6 Получить 1 тонну 98 % раствора азотной ксилоты. Рассчитать  расходные коэффициенты: 1)аммиака, содержащегося 99,5%  об. 2) воздуха (кислорода) 3)воды

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O
2NO + O2 = 2NO2
2NO2 = N2O4
2N2O4 + O2 + 2H2O = 4HNO3

Скачать решение задачи И-6

Задача И-7 В реактор подается 200кмоль H2S воздушной смеси, содежащей 10%масс.H2S. Рассчитать исходную смесь.

Скачать решение задачи И-7

Задача И-8 Составить материальный баланс получения 1 м3 ацетилена из технического карбида кальция, содержащего 90% CaC2, если степень превращения карбида кальция составляет 0,94:

CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2

Скачать решение задачи И-8

Задача И-9 Дымовые газы на выходе из топки содержат CO2 - 16% и O2 - 3%. После пылеулавливающих аппаратов содержание кислорода увеличилось в 2 раза. Определить подсос воздуха и содержание CO2 в газе после подсоса.

Скачать решение задачи И-9

Задача И-10-0 В реактор подается 200 кмоль H2S воздушной смеси, содежащей 10%мольн. H2S. Конверсия H2S - 85%. Определить  концентрации компонентов реакционной смеси в различных единицах.

H2S + 1,5O2 = SO2 + H2O

Скачать решение задачи И-10-0

Задача И-10-1 В реактор подается 500кг технического сероводорода (90% об. H2S и 10%об H2O), и 2500м3 воздуха. Конверсия H2S - 40%. Определить  концентрации компонентов реакционной смеси в различных единицах.

H2S + 1,5O2 = SO2 + H2O

Скачать решение задачи И-10-1

Задача И-10-2 В реактор подается 20 кмоль технического сероводорода, содержащего 3% масс H2 в качестве примеси и 200кмоль воздуха. Конверсия H2S  - 81%. Определить  концентрации компонентов реакционной смеси в различных единицах.

H2S + 1,5O2 = SO2 + H2O

Скачать решение задачи И-10-2

Задача И-10-3 В реактор подается 400м  сероводорода, содержащего 12%мольн. SO2 в качестве примеси и 50кмоль кислорода технического, содержащего 5%масс. азота. Конверсия H2S - 86%. Определить  концентрации компонентов реакционной смеси в различных единицах.

H2S + 1,5O2 = SO2 + H2O

Скачать решение задачи И-10-3

Задача И-10-4 В реакторе протекает реакция окисления сероводорода

H2S + 1,5O2 = SO2 + H2O

Рассчитать количество загружаемых в реактор веществ (в кмоль), если в реактор подается: 200 м3 смеси, содержащей H2S и H2O в массовом соотношении 10:1, и 2900м3 воздуха. Рассчитать состав реакционной смеси (в кмоль, кг, %масс, %мольн, %об, кмоль/м3), если конверсия H2S =99%.

Скачать решение задачи И-10-4

Задача И-10-5 В реактор подается 500кг H2S  воздушной смеси, содежащей 20%масс. H2S. Конверсия H2S - 40%. Определить концентрации компонентов реакционной смеси в различных единицах.

H2S + 1,5O2 = SO2 + H2O

Скачать решение задачи И-10-5

Задача И-10-6 В реактор подается 5000м3 H2S воздушной смеси, содержащей 10% об. H2S. Рассчитать  реакционную смесь, если конверсия сероводорода составляет 60%.

H2S + 1,5O2 = SO2 + H2O

Скачать решение задачи И-10-6

Задача И-10-7 В реактор подается 500м3 H2S воздушной смеси, содержащей 5% об. H2S. Рассчитать  реакционную смесь, если конверсия сероводорода составляет 60%.

H2S + 1,5O2 = SO2 + H2O

Скачать решение задачи И-10-7

Задача И-10-8 В реакторе протекает реакция окисления сероводорода

2H2S + 3O2 = 2SO2 + 2H2O

В реактор поступает 20 м3 и 150м3 воздуха состава: O2-27%, N2-79%. Конверсия  =97%. Рассчитать состав реакционной смеси  и выразить его в  кмоль, кг, %масс, %мольн, %об, кмоль/м3. Определить конверсию кислорода.
Скачать решение задачи И-10-8

 

Задача И-10-9 В реактор подается 1000кг сероводорода, содержащего 12 %моль. SO2 в качестве примеси, и 2700м3 воздуха. Конверсия  H2S = 53%. Определить  концентрацию компонентов реакционной смеси, выразив  ее в %масс., %моль,.%об., кмоль/м3:

H2S + 1,5O2 = SO2 + H2O

Скачать решение задачи И-10-9

Задача И-10-10 В реакторе протекает реакция окисления сероводорода

H2S + 1,5O2 = SO2 + H2O

Рассчитать количество загружаемых в реактор веществ (в кмоль), если в реактор  подается 300 м3 сероводорода, содержащего 2% об. H2O в качестве примеси и 1200м3 кислород-азотной смеси с массовым соотношением компонентов O2:N2 = 10:1. Рассчитать состав реакционной смеси (в кмоль, кг, %масс, %мольн, %об, кмоль/м ), если конверсия  H2S=99%.
Скачать решение задачи И-10-10

Задача И-11 В реакторе протекает реакция

2CH2 = C2H2 + 3H2

В реактор поступает 25м3 метансодержащего газа состава: CH4 - 98% об. C2H2 - 2%об. Конверсия CH4 - 90%. Определить состав реакционной смеси и выразить его в кг, %масс., кмолях, %моль, м3, %об., кмоль/м3

Скачать решение задачи И-11

Задача И-12 В реакторе протекает реакция

CO + 2H2 = CH3OH

В реактор поступает 200кг синтез-газа в мольном соотношении CO : H2 = 2 : 6. Конверсия СО=12%. Определить состав реакционной смеси и выразить его в кг, %масс., кмолях, %моль, м3, %об., кмоль/м3.

Скачать решение задачи И-12

Задача И-12-1 В реакторе протекает реакция

CO + 2H2 = CH2OH

В реактор поступает 120 м3 синтез-газа, взяты в стехиометрических количествах.
Конверсия СО=15%. Определить состав реакционной смеси и выразить его в кг, %масс., кмолях, %моль, м3, %об., кмоль/м3.
Скачать решение задачи И-12-1

Задача И-13 В реакторе протекает реакция

C4H8 = C4H6 + H2

В реактор поступает 520м3 бутиленовой фракции состава; C4H8 - 99%об., C4H10 - 1%об. Конверсия C4H8 = 37%. Определить состав реакционной смеси и выразить его в кг, %масс., кмолях, %моль, м3, %об., кмоль/м3.

Скачать решение задачи И-13

Задача И-14 Рассчитать материальный баланс печи обжига колчедана производительностью по сырью 200 т/сутки. Содержание пирита в колчедане составляет 41%, влаги - 3%. Коэффициент избытка воздуха - 3,5, степень сжигания колчедана - 80%.

Скачать решение задачи И-14

Задача И-15 Составить материальный баланс пиролиза 1 т этан-пропановой фракции состава (мас.д,%): метан - 12; этан - 52; пропан - 29; пропилен - 1,5; бутан - 5,5, если степень превращения составляет (%): бутан в этилен - 96; этана в этилен - 60; пропана в этилен - 70; пропана в пропилен - 15; этилена в ацетилен - 3.

C4H10 -> 2C2H4 + H2
C2H6 -> C2H4 + H2
C3H8 -> C2H4 + CH4
C3H8 -> C3H6 + H2
C2H4 -> C2H2 + H2

Скачать решение задачи И-15

Задача И-16 Составить материальный баланс производства 70т/сут - 95%-ной серной кислоты из серы. Степень окисления серы в SO2 - 75%, SO2 в SO3 - 90%, а степень абсорбции триоксида серы составляет 80%.

Скачать решение задачи И-16

Задача И-17 Составить материальный баланс получения 1 т C2H5OH прямой гидратацией этилена. Состав исходной парогазовой смеси в % об.: этилен - 60%, водяной пар - 40%. Степень гидратации этилена 5%.

 Скачать решение задачи И-17

 Задача И-18-0 Составить материальный баланс процесса получения NH4NO3  в нейтрализаторе с использованием тепла реакции NH3 – чистый; HNO3 – 52 %. Вытекает из нейтрализатора 78 % - NH4NO3; избыток NH3 – 0,3 %. Баланс составить на 1000 кг NH4NO3. В приходе NH3 + HNO3 + Н2О
В процессе получения NH4NO3 протекает следующая реакция:

HNO3 + NH3 -> NH4NO3 + Q

Скачать решение задачи И-18-0

Задача И-18-1 Составить материальный баланс производства 2 т нитрата аммония (аммиачной селитры), если в производстве применяется 48%-ная азотная кислота и 100% -ный газообразный аммиак по реакции:

HNO3 + NH3 -> NH4NO3

Потерями  HNO3 и NH3 в процессе производстве пренебречь. Из нейтрализатора аммиачная селитра выходит  в виде 60%-го раствора NH4NO3  в воде. Определить количество влаги (соковый пар), испарившейся в результате экзотермической реакции нейтрализации. Найти невязку баланса.

Скачать решение задачи И-18-1

Задача И-19 На обжиг 100кг известняка, содержащего 97% CaCO3, расходуется 10 кг кокса, содержащего 81% С. Найти содержание CO2 в газе при теоретическом расходе воздуха.

CaCO3 = CaO + CO2
C + O2 = CO2

Скачать решение задачи И-19

Задача И-20 (вар 11) Рассчитать материальный баланс процесса обжига хромитовой шихты, протекающего по следующей реакции

Cr2O3 + 2Na2CO3 + 1,5O2 -> 2Na2CrO4 + 2CO2

Исходная руда содержит Cr2O3, 90 %масс. (остальное примеси). Степень окисления, 92 %. Расчет вести на 1000кг исходной руды и на 1000 кг хроматан натрия, 1000кг крбоната натрия.

Скачать решение задачи И-20

Задача И-21 (вар 4) Рассчитать материальный баланс процесса газификации твердого топлива

3C + H2O + O2 -> 3CO + H2

Состав бурого угля, 70 %масс. Степень выгорания, 92 %. Для газификации используют атмосферный воздух, %об. Кислород – 21, азот - 79. Расчет вести на 1000кг угарного газа.

Скачать решение задачи И-21

Задача И-22  Массовая доля Fe2O3 в 10 т руды – 72%, а железа в концентрате – 70%. При этом потери железа при обогащении составили 1%. Найти массу концентрата, выход концентрата, степени извлечения и обогащения.

Скачать решение задачи И-22

Задача И-23 Рассчитать теоретический и фактический  расходные коэффициенты: производства бензола  парофазной дегидрогенизации циклогексана: Химическая схема процесса:

C6H12 -> C6H6 + 3H2
C6H12 -> CH3C5H9

В реактор  подается  100кг/ч бензола. Степень превращения  бензола равна 85%. Выход циклогексана равен 60%.

Скачать решение задачи И-23

Задача И-24 Составить материальный баланс производства оксида этилена прямым каталитическим окислением этилена воздухом. Состав исходной газовой смеси в % об.: этилен - 4, воздух - 96. Степень окисления этилена Х=0,51. Расчет вести на 1т оксида этилена.

2C2H4 + O2 -> 2C2H4O

Скачать решение задачи И-24

Задача И-25 Контактный метод получения серной кислоты. Получить 98% H2SO4 из железного колчедана (45% S). Влажность колчедана 6%, серы в огарке 1%. Расчет вести на 1500кг готового продукта. Исходное сырье: SO2 - 14,5%, N2 -74%, O2 - 11,5%.

4FeS2 + 11O2 -> 2Fe2O3 + 8SO2
2SO2 + O2 -> 2SO3
SO3 + H2O -> H2SO4

Скачать решение задачи И-25

Задача И-26 Получение сульфата натрия  из межкристальных рассолов (метод плавление-выпаривание): Расчет вести на 1000кг готового продукта.  Исходное сырье: обогащенные межкристальные рассолы (NaCl - 1%, Na2SO4 - 30%, MgCl2 - 0,7%, H2O - 68,3%). Конечный продукт: 88% - Na2SO4.

2NaCl + MgSO4 -> MgCl2 + Na2SO4

Скачать решение задачи И-26

Задача И-27 При конверсии оксида углерода с водяным паром значение константы равновесия К равна 10. Определить равновесный состав газа, если в исходной смеси на 1 моль окиси углерода приходится 2 моль водяного пара.

Скачать решение задачи И-27

Задача И-28 Рассчитать расходные коэффициенты в производстве фенола и ацетона из изопропилбензола. Степень превращения исходного сырья составляет 78%, коэффициент избытка воздуха -2. Расчет вести на 1000кг фенола.

Скачать решение задачи И-28

Задача И-29 Рассчитать расходные коэффициенты по сере и воде в производстве 1000кг/ч 92,5% серной кислоты. Содержание диоксида серы в обжиговом газе равно 8% об. Степень окисления диоксида серы составляет 0,97. степень абсорбции триоксида серы равна 99,9%. Рассчитать также концентрацию диоксида серы и триоксида серы в выходящем газовом потоке.

Скачать решение задачи И-29

Задача И-30 Из газа, содержащего SO2 - 0,4 %, и SO3 - 0,03% получают раствор NaHSO3 из содового раствора с концентрацией 22,5%. Найти состав конечного раствора. Расчет вести на 100 кг содового раствора.

NaOH + SO2 -> NaHSO3

Скачать решение задачи И-30

Задача И-31 При газофазном хлорировании 10000 кг метана образовалось 500м3 хлористого метила, селективность по которому составила 75%. Определить степень превращения метана.

Скачать решение задачи И-31

Задача И-32 Определить расход бурого угля (60% масс. долей углерода), водяного пара и воздуха для получения 1000м3 генераторного газа, в состав которого входят %об: СО - 30, H2 - 18, N2 - 52. Процесс газификации протекает по реакциям:

C + H2O = CO + H2
2C + O2 = 2CO

Скачать решение задачи И-32

Задача И-33-0 (вар 2) Составить часовой материальный баланс сжигания колчедана в печи КС. Производительность печи 250 (т/сут).Концентрация (массовая доля, %) серы в колчедане - 50, влаги в колчедане – 2,0, серы в огарке – 0,70. Концентрация (объемная доля, %) SO2 в сухом печном газе 15, кислорода в сухом печном газе 1,56. Относительная влажность воздуха – 65.

Скачать решение задачи И-33-0

Задача И-33-1 (вар 9) Составить часовой материальный баланс сжигания колчедана в печи КС. Производительность печи 800 (т/сут).Концентрация (массовая доля, %) серы в колчедане - 44, влаги в колчедане – 3,0, серы в огарке – 0,55. Концентрация (объемная доля, %) SO2 в сухом печном газе 13,0, кислорода в сухом печном газе 4,14. Относительная влажность воздуха – 55.

Скачать решение задачи И-33-1

Задача И-33-2 Составить часовой материальный баланс сжигания колчедана в печи КС-450. Производительность печи 450 (т/сут).Концентрация (массовая доля, %) серы в колчедане - 43,влаги в колчедане – 3,5, серы в огарке – 0,80. Концентрация (объемная доля, %) SO2 в сухом печном газе 14,5, кислорода в сухом печном газе 2,5. Температура поступающего  колчедана 16 С, поступающего воздуха-18 С , в печи -800 С .Относительная влажность воздуха – 55.

Скачать решение задачи И-33-2

Задача И-33-3 Составить часовой материальный баланс сжигания колчедана в печи КС-200( на 1 ч работы печи). Производительность печи 200 (т/сут).Концентрация (массовая доля, %) серы в колчедане - 43,влаги в колчедане – 4,0, серы в огарке – 0,70. Концентрация (объемная доля, %) SO2 в сухом печном газе 14, кислорода в сухом печном газе 3,0. Температура поступающего воздуха 20°С. Относительная влажность воздуха – 50.

Скачать решение задачи И-33-3

Задача И-34 Требуется приготовить 15 тонн серной кислоты концентрацией 70% мас. H2SO4 из растворов, содержащих 95 и 58 %мас. H2SO4. Сколько нужно взять исходных компонентов?

Скачать решение задачи И-34

Задача И-35 Рассчитать теоретические и практические расходные коэффициенты сульфата натрия и водорода для получения  одной тонны технического сульфида натрия (содержание Na2S 98%мас.) на побочные реакции расходуется 1%мас. Na2SO4 и 2% об. водорода от теоретически необходимого количества. Содержание Na2SO4 в техническом  сульфате натрия 97% мас. Содержание водорода в сырье 98%об. Процесс можно описать уравнением реакции:

Na2SO4 + 4H2 -> Na2S + 4H2O

Скачать решение задачи И-35

Задача И-36 Составить материальный  баланс получения 1 т гидрокарбоната натрия

NaCl + CO2 + NH3 + H2O -> NaHCO3 + NH4Cl

Хлорид натрия поступает в виде насыщенного раствора (рассола) с концентрацией NaCl 290,5 г/л (плотность 1,2 г/см ). Диоксид углерода поступает в виде газа, содержащего (в %об.) 87 – CO2, 10,3 – N2, 2,7 – O2, степень  превращения хлористого натрия 93%, углекислого газа - 91%.

Скачать решение задачи И-36

Задача И-37 Рассчитать материальный и тепловой балансы прокалки железного купороса (Fe2SO4*7H2O) на 1 час работы. На прокалку поступает 1,1 кг/с железного купороса с температурой 290К, окись железа выходит с температурой 700К, а газы – 580К. Тепло подводится за счет сжигания природного газа, содержащего (в  об %) CH4 - 92, N2 - 8. Потери тепла в окружающую среду – 30% от прихода тепла.

2Fe2SO4*7H2O = Fe2O3 + SO2 + SO3 + 14H2O

Рассчитать сколько потребуется природного газа для осуществления процесса разложения, если природный газ сжигают согласно уравнению реакции:

CH4 + O2 = CO2 + 2H2O

Скачать решение задачи И-37

Задача И-38 Составить материальный баланс и найти количество подведенного тепла в процессе получения водорода путем конверсии метана водяным паром, описываемой реакциями:

СН  + Н О = СО + 3Н  – Qр (204,4 кДж) (1)
СО + Н О = СО  + Н + Qр (36,6 кДж) (2)

Количество паров воды (в кмоль) поступает в 4 раз больше, чем метана, степень превращения метана X = 0,8, выход оксида углерода ФСО = 0,7. Расчёт вести на 10000 м3/ч водорода.

Скачать решение задачи И-38

Задача И-39 Какой объем воздуха при нормальных условиях необходим для сжигания 1 м3 природного газа, содержащего 80% метана, 8% кислорода, 4% азота, 4% оксида углерода, 4% диоксида углерода (проценты объемные).

Скачать решение задачи И-39

   

Раздел 4 и 5. Сравнительный выбор химических реакторов и их схем. Материальные и тепловые балансы ХТС

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Процесс, описываемый реакцией типа A > R с константой скорости

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-18

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-20

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-26

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-27

Определить массовую производительность по продукту R.

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-29

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-38

Сравнить производительность двух установок по продукту R.

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

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

Процесс описывается реакцией типа A > R и осуществляется

Рис. 4.2.
Определить производительность установки по продукту R.

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

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

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

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

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

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

 

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

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

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

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

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

В реакторе идеального вытеснения объемом 10 л

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.2-12

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.2-13

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.2-16

Определить объем рецикла, константу скорости.

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.2-17

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Схема реакционного узла с фракционным рециклом с реактором смешения

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

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

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

Задача 4.3-6 Установка производит 3,6 кмоль/ч продукта R по реакции типа 2А -> R с константой скорости равной 1,2 л/(моль*с). Концентрация вещества А в исходном потоке равна 0,5 моль/л. Стоимость исходного вещества А составляет 120 руб./кмоль. Процесс проводится в реакторе вытеснения, стоимость обслуживания которого равна 0,08 руб./(м3с). После реактора смесь разделяется на продукт и исходное вещество А с концентрацией равной 0,5 моль/л и возвращается в реактор. Стоимость процесса разделения выражается через стоимость возвращаемого вещества А и равна 75 руб./кмоль.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.3-6

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.3-9

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

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

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

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

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

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 5-13 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 5-18 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 5-22. 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 5-24 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 5-28 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 Сохранить .

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 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)

   

Раздел 3. Химические реакторы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-21

Константы скорости реакций k1=0,6 ч-1, k2=0,8 ч-1. Объёмный расход реакционной смеси равен 2,4 м3/ч. Исходные концентрации веществ соответственно: СА0=5моль/л, СR0=СS0=0.

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-22

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

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

Задача 3.1-25 Жидкофазный процесс описывается последовательной реакцией

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-25

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Задача 3.1-36. Жидкофазный процесс описывается последовательной реакцией типа

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Задача 3.1-54. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-54

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

Определить производительность реактора и селективность процесса по веществу R

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

Задача 3.1-55. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-55

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

Определить производительность реактора и селективность процесса по веществу S.

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

Задача 3.1-56. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-56

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

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

Задача 3.1-57. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-57

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

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

Задача 3.1-59 Процесс описывается параллельной реакцией типа:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче 3.1-66 (Игнатенков, Бесков)

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

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

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

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

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

Задача 3.2-3 Процесс, описываемый параллельной реакцией

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-3

Проводиться в реакторе идеального смешения при изотерическом режиме работы.

Определить температуру, при которой должен работать реактор, чтобы на образование 2 моль продукта R образовывался 1 моль продукта S.
Константы скоростей реакции, с-1, определяются уравнениями: k1=6*10^13ехр[-37000/(RT)], k2= 3,7*10^13 ехр[-40000/(RT)].

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-5

осуществляется в проточном реакторе идеального смешения. Константы скорости, с-1, реакции: k1= 10^10ехр[-64000/(RT)]; k2 =10^8 ехр[-80000/(RT)]; k3 = 10&7 exp[-40000/(RT)].
Определить оптимальную температуру, при которой будет, достигнут максимальный выход продукта R, если требуемая степень превращения исходного вещества составляет 80%.

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

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

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

Задача 3.2-7 Газовая смесь поступает в реактор со скоростью 2,5*10-3 кмоль/с. Начальная температура смеси – 833 К, давление - 5*10^5 Па, диаметр реактора – 0,2 м. В реакторе адиабатически протекает химическая реакция А + В = R + Qp. Состав исходной смеси в молярных долях, %, следующий: 40 – А, 40 – В и 20 – инертных газов. Теплоемкости исходных реагентов, продуктов реакции и инертных газов соответственно равны 25*10^3, 42*10^3, 21*10^3 Дж/(кмоль*К). Тепловой эффект реакции при температуре 278 К составляет 53,3*10^6 Дж/кмоль. Зависимость константы скорости от температуры:

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-7

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

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

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

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

Задача 3.2-14 В реакторе идеального вытеснения объемом 1,26 м3, работающем в адиабатических условиях, проводится реакция первого порядка 2А = R + Qp, с константой скорости, с-1, описываемой уравнением k = 1013ехр[-1200/T]. В реактор подается поток с концентрацией вещества А 3,2 кмоль/м3 при 325 К. Температура реакционной смеси на выходе из реактора составляет 357 К, тепловой эффект реакции - 2,7*10^7 Дж/кмоль, теплоемкость реакционной смеси - 2,2*10^3 Дж/(кг*К), плотность реакционной смеси - 850 кг/м3. Определить производительность реактора по продукту R.

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

Задача 3.2-15 Необратимую экзотермическую реакцию А = R + Qp с тепловым эффектом равным 2*10^7 Дж/кмоль проводят в адиабатическом реакторе идеального смешения объемом 10 м3. Константа скорости, с-1, описывается уравнением k = 1013ехр(-12000/Т). Плотность раствора не зависит от степени превращения и температуры и равна 850 кг/м3. Удельная теплоемкость постоянна и равна 2200 Дж/(кг*К). Раствор с концентрацией реагента А равной 5 кмоль/м3 подается в реактор в количестве 10^-2 м3/с.
Определить температуру проведения реакции и степень превращения, если раствор реагента А продается при: 290; 300; 310 К.

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-20

Отвечает ли полученный результат устойчивому режиму работы реактора идеального смешения?

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

   

Раздел 1 и 2. Основные показатели химического производства и закономерности химических процессов

Задача 1.1 Химический состав оконного (силикатного) стекла выражается формулой Na2O*CaO*6SiO2, т.е. оно состоит из соды Na2O, известняка CaO и песка SiO2. Рассчитать теоретические коэффициенты по сырью при производстве стекла, если сода содержит 93,8% Na2CO3, известняк – 90,5% CaCO3 и песок – 99,0% SiO2.

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

Задача 1-2. Сколько потребуется сульфата железа FeSO4*7H2O  и хромого ангидрида CrO3 для получения  1 т железохромого катализатора конверсии окиси углерода, имеющего состав: 90% - Fe2O3 и 10% - Cr2O3?

Скачать решение задачи 1.2 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 1-3 Негашенная известь содержит 94%, 12% и 4,8% примесей. Получается она обжигом известняка, содержащего 89% в негашенной извести получается из-за наличия в ней карбонатов еоличество которых определяет степень обжига известняка. определить расходный коэффициент известняка на 1 т извести указанного состава и степень обжига известняка.

Скачать решение задачи 1.3 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 1-4 Рассчитать расход колчедана, содержащего 40% S на 1 т H2SO4, если потери  S и сернистого ангидрида в производстве серной кислоты составляют 3%, а степень абсорбции - 99%.

Скачать решение задачи 1-4 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 1-5 Рассчитать зависимость содержания кислорода в газах обжига от концентрации SO2 при воздушном дутье:
в) для обжига сернистого цинка ZnS.

Скачать решение задачи 1.5 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 1-8. Рассчитать расходные коэффициенты в производстве технического карбида кальция CaO + 3C = CaC2 + CO. Технический карбид кальция имеет следующий состав: 78 % СаС2, 15 % СаО, 3 % С, прочие примеси – 4 %. Известь содержит 96,5 % СаО. В коксе содержится 4% золы, 4 % летучих, 3% влаги. Молекулярные массы СаС2 – 64, СаО – 56.

Скачать решение задачи 1.8 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 1-9. Рассчитать основные технологические показатели производства бензола методом парофазовой дегидрогенизации циклогексана:
• теоретические и фактические расходные коэффициенты;
• выходы продуктов на подаваемый и превращенный циклогексан;
• общую и избирательную конверсии циклогексана.
Химическая схема процесса

C6H12 = C6H6 + 3H2
C6H12 = CH3C5H9

Материальный баланс производства метилциклопентана сведен в таблицу 1.
Таблица 1 – Материальный баланс получения бензола

Скачать решение задачи 1.9 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 1-11 Рассчитать расходные коэффициенты по сырью в производстве 1 т фосфата аммония (NH4)3PO4. Фосфорная кислота имеет концентрацию 58%, а аммиак содержит 2% влаги.

Скачать решение задачи 1.11 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 1-12 Рассчитать теоретический и практический коэффициенты 97% изопентана в производстве 1 т изопрена. Процесс каталитического дегидрирования изопентана осуществляется по реакциям:

 Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 1-12

Выход изоамилена составляет 73%, а изопрена – 65% от теоретического.

Скачать решение задачи 1-12 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-1 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 2.1-4 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-2 Сколько нужно взять купоросного масла (H2SO4 96%) и серной кислоты с концентрацией (H2SO4 64%), чтобы получить 2800кг 83%-ной H2SO4?

Скачать решение задачи 2.1-2 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-3 Сколько нужно взять растворов поваренной соли с концентрацией 310 и 230 г/л, чтобы получить 250 л раствора с концентрацией 280 г/л3

Скачать решение задачи 2.1-3 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-4 Азотную кислоту концентрацией 58% нужно разбавить водой до концентрации 46%. Сколько нужно взять воды, чтобы получить 2000кг разбавленной кислоты?

Скачать решение задачи 2.1-4 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-5. Влажность 150кг каменного угля при хранении на складе изменилась: а) с 8,4 до 3,9%; б) с 0,2 до 4%. Как изменилась  масса угля?

Скачать решение задачи 2.1-5 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-6 Влажность 200кг серного колчедана при хранении на воздухе изменилась с 3 до 6% массовых долей. Как при этом изменилась масса колчедана?

Скачать решение задачи 2.1-6 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-7 Влажность  300кг извести при хранении изменилась с 2 до 5% массовых долей. Как при этом изменилась масса извести?

Скачать решение задачи 2.1-7 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-8. Определить расход бурого угля (70% массовых долей С), водяного пара и воздуха для получения 1000м  генераторного  газа, содержащего в объемных долях,%: СО-40, Н2 - 18, N2 - 42. Процесс газификации твердого топлива содержит две основные реакции:

C + H2O = CO + H2
2C + O2 = 2 CO

Скачать решение задачи 2.1-8 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-10 Рассчитать расходные коэффициенты при производстве 1 т фосфора разложением фосфоритного концентрата. Процесс описывается уравнением:

 Ca3(PO4)2 + 5С + SiO2 = 3CaO*SiO2+2P+5CO

Концентрат содержит 25% массовых долей Р2О5, кокс - 94,5% массовых долей углерода, степень восстановления фосфора равна 0,85.

Скачать решение задачи 2.1-10 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-13 Определить расходный коэффициент по техническому карбиду кальция в производстве ацетилена. В техническом продукте содержится  83% CaC2, а степень превращения CaC2 в производстве равна 0,88.
CaC2 + 2H2) = Ca(OH)2 + C2H2

Скачать решение задачи 2.1-13 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-14. Определить расход бурого угля (70% масс. долей углерода), водяного пара и воздуха для получения 1000м генераторного газа, в состав которого входят %об: СО - 40, H2 - 18, N2 - 42.
Процесс газификации протекает по реакциям:

C + H2O = CO + H2
2C + O2 = 2CO

Скачать решение задачи 2.1-14 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-16 Составить материальный баланс и рассчитать выход SO2 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 2.1-16 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-17. При обжиге известняка образуется твердый продукт следующего состава:
                        CaO              CO2           Балласт
Вариант 1          92                 2,4            остальное
Вариант 2          94                 1,2            остальное
В исходном сырье содердится CaCO3 масовые доли, %:
вариант 1 - 91;
вариант 2 - 89.
Определить расход известняка на 1 т целевого продукта в виде CaO и степень превращения CaCO3.

Скачать решение задачи 2.1-17 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-18 Обжиговый газ, состоящий из 8% объемных долей SО2 и 12% объемных долей О2, остальное азот, подвергнут окислению на катализаторе. Степень окисления SО2 - 88%. Рассчитать состав газа после окисления в процентах.

Скачать решение задачи 2.1-18 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1–21 Рассчитать конечный состав газовой смеси, если ее исходный состав в массовых долях, % (объемных долях, %): СН4 – 16,5 (20,7); С2Н6 – 9,7 (22,9); О2 – 44,9 (18,6); N2 – 28,9(37,8). Количество смеси – 1000 кг (1000 м3). Какой конечный состав смеси в объемных долях, % (массовых долях, %), если удалено: СН4 – 105 кг (150 м3); О2 – 300 м3 (150 кг); добавлено водяного пара – 200 м3 (100 кг)?

Скачать решение задачи 2.1-21 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-22. Определить соотношение между H2 и N2 в азотоводородной смеси на входе в реактор синтеза аммиака,если в газе на выходе из него содержится, объемные доли,%: NH3 - 17; N2 - 11; H2 - 72.

Скачать решение задачи 2.1-22 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-23 Определить производительность колонны синтеза аммиака объемом 4м, если нагрузка по газу на единицу объема реактора составляет 3000м/ч. равновесная степень превращения реагентов, взятых в стехиометрическом соотношении, составляет 0,26, а выход аммиака - 0,78.

Скачать решение задачи 2.1-23 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-24 В реакторе протекают  реакции:

А+2В=R
R +В= S
А +В= 2Т

Начальные концентрации, кмоль/м3: СА0=2, СВ0=2,3, СR0=СS0=СТ0 =0. Объёмный расход реакционной смеси 5*10-2 м3/с; Выходные концентрации, кмоль/м3: СА=1,4, СR=0,2, СS=0,4.
Определить степени превращения вещества В по реакциям; производительность  по продукту R.

Скачать решение задачи 2.1-24 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-25 В реакторе протекают  жидко-фазные реакции:

А+В=R
А+А= S
2 S +В= Т+2D
R+А=Т

Определить производительность реактора по веществам R и S при следующих условиях:
СА0=2, СВ0=1,7, СА=0,1, СВ=0,5, СТ=0,15, СD=0,05 кмоль/м3; объёмный расход реакционной смеси 1*10-2 м3/с; СR0=СS0=СТ0=СD0=0.

Скачать решение задачи 2.1-25 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-26 В реакторе идеального смешения протекают  реакции:

А+2В=R
R + В = S
3В= 2Т
2А+ В = S+В

Концентрация, кмоль/м3 СR0=СS0=СТ0=СD0=0, СА0=1, СR=0,05, СА=0,44, СS=0,33, СТ=0,14; Скорость подачи исходных веществ 5•10-3 м3/ч;. Определить производительность по исходному веществу В и по продукту D.

Скачать решение задачи 2.1-26 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-27 В реакторе в адиабатических условиях протекают реакции:
А+В=R+D
2B=P
2R=S
Начальные концентрации, кмоль/м3: СА0=0,1, СВ0=0,3, СR0=СD0=СP0=СS0=0. Выходные концентрации, кмоль/м3: СP=0,028, СS=0,012, СD=0,034. Тепловые эффекты реакций, кДж/кмоль: Qp1=1,1•10^5, Qp2=8,8•10^4, Qp3=4,7*10^4. Плотность реакционной смеси 860 кг/м3, её удельная теплоёмкость 2,85*10^3 Дж/(кг•град). Объёмный расход смеси 2,6*10^-2 м3/с.
Определить производительность реактора по продукту R и температуру на выходе реактора, если начальная температура 12 С.

Скачать решение задачи 2.1-27 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-28 В реакторе в адиабатических условиях протекают реакции:

2А+В=R
R 2B= S
3В=2Т

Начальные концентрации, кмоль/м3: СА0=0,3, СВ0=0,2, СR0=СТ0= =СS0=0. Выходные концентрации, кмоль/м3: СВ=0,016, СS=0,011, СТ=0,03. Тепловые эффекты реакций, кДж/кмоль: Qp1=1,2•10^5, Qp2=6,8•104, Qp3=4,7•10^4. Плотность реакционной смеси 850 кг/м3, её удельная теплоёмкость 2,4•10^3 Дж/(кг•град). Объёмный расход смеси 3,4•10-2 м3/с.
Определить производительность реактора по продукту R и температуру на выходе реактора, если температура на входе 298 С.

Скачать решение задачи 2.1-28 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-29 Взаимодействие ацетилена с формальдегидом дает промежуточный –пропаргиловый спирт, а затем бутиндиол-1,4 по схеме

    С2Н2 +СН2О => С3Н4О + СН2О => С4Н4О2

Степень превращения по ацетилену составляет 0,98, селективность по пропаргиловому спирту –0,66. Рассчитать необходимое количество ацетилена и формальдегида для получения 350 кг пропаргилового спирта в час.

Скачать решение задачи 2.1-29 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-30. Протекает обратимая реакция A + 2B = 2R + S. Начальные количества веществ, NA0 = 10, NB0 = 25, NR0 = 12 кмоль. В равновесной смеси NA = 2,5 кмоль.

Скачать решение задачи 2.1-30 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-31. Для реакции А+2В=2R, протекающей в жидкой фазе, определить степень превращения    и соста реакционной смеси (CA, CB, CR) при xA = 0,45: 1) CA0 = 1; CB0 = 2; 2) CAO = 1, CBO = 1 кмоль/м3.

Скачать решение задачи 2.1-31 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-32 Определить состав реакционной смеси в конце процесса для реакции A + 3B = 2R, протекающей в жидкой фазе, если: 1) хА = 0,2; 2) хВ = 0,2; 3) СВ0 - 5 кмоль/м3.

Скачать решение задачи 2.1-32 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-33 Протекает реакция А=3R. Определить состав реакционной смеси на выходе из реактора, если САО = 1 кмоль/м3, хА = 0,5. Принять, что объем реакционной смеси не меняется.

Скачать решение задачи 2.1-33 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-34 В газовой фазе протекает реакция А+В=3R. Определить состав реакционной смеси в молярных долях, если

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 2.1-34

Скачать решение задачи 2.1-34 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-37 Для проведения реакции дегидратации этилового спирта
2С2Н5ОН = (С2Н5)2О + Н2О
взято исходное количество спирта, равное 24 моль, получено 8 моль эфира. Рассчитать состав полученной реакционной смеси, степень превращения реагента и выход продукта.

Скачать решение задачи 2.1-37 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-39 Протекают две параллельные реакции 2А=R  и А=3S. Определить  выход продукта R, степень превращения реагента А и селективность по продукту R, если  на выходе из реактора известны количества веществ Na = 2моль, NR =NS = 3моль.

Скачать решение задачи 2.1-39 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-40 Протекают последовательные  реакции А=2R  и R=S. Определить  степень превращения реагента А, выход и селективность по продукту R, если  известен конечный состав реакционной смеси, кмоль/м3: CA = 1; CR = 2; CS = 2.

Скачать решение задачи 2.1-40 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-41 Определить выход продукта R и степень превращения реагента А, если обратимая реакция А-2R протекает до равновесия, когда xA=0,75 xA, равн, а соотношение концентраций продукта и реагента СR: СА=1.

Скачать решение задачи 2.1-41 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-43 Окисление аммика воздухом до образования оксида азота как целевого продукта протекает по следующим реакциям:

4NH3+5O2=4NO+6H2O
4NH3+3O2=2N2+6H2O
4NH3+4O2=2N2O+6H2O

Селективность по NO равна 0,92, степень окисления аммиака 0,98. Определить сколько дополнтельно образуется азота, если на процесс поступает аммиачно-воздушная смесь в количестве 1000 м3 при концентрации аммиака 9% объемных долей.

Скачать решение задачи 2.1-43 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2-1-47 При проведении двух последовательных реакций первого порядка гидратации ацетилена и дегидратации ацетальдегида из 1 моль ацетилена и 10 моль водяного пара получено 0,4 моль ацетальдегида и 0,025 моль кротонового альдегида. Рассчитать общую и частные степени превращения ацетилена (по обеим реакциям), состав полученной реакционной смеси, интегральную селективность по ацетальдегиду и выход ацетальдегида.

C2H2 + H2O = CH3CHO
2CH3CHO = CH3-CH=CH-CHO

Скачать решение задачи 2.1-47 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-51. Рассчитать расход аммиака и воздуха на 1 т 50% азотной кислоты при степени окисления аммиака  в оксид азота 0,95 и степени абсорбции оксидов азота 0,96. при расчете расхода воздуха учитывать только стехиометрию реакций по схеме NH3 -> NO -> NO2 -> HNO3

Скачать решение задачи 2.1-51 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-52 Рассчитать количество и состав газа, получаемого при окислении аммиачно-воздушной смеси, содержащей 6% массовых долей  аммиака в воздухе. Степень окисления аммиака равна 0,97, выход оксида азота равен 95%. Считать, что аммиак окисляется до оксида азота и азота.

Скачать решение задачи 2.1-52 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-54 Определить количество аммиака, требуемое для производства 100 т/год 100 %-ной азотной кислоты, и расход воздуха на окисление аммиака, если цех работает 355 дней в году, выход оксида азота 0,97, степень абсорбции оксидов азота 0,92, содержание аммиака в сухой аммиачно-воздушной смеси 9,5 % объемных долей.

Скачать решение задачи 2.1-54 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-57 Конверсия метана водяным паром до оксида углерода и водорода сопровождается поглощением 206 кДж теплоты на стехиометрию реакции. В реактор поступает реакционная смесь в мольном соотношении пар/метан равном 3:1. Определить степени превращения метана и водяного пара, общее количество поглощенной теплоты при переработке 10 м3/с исходной смеси, если на выходе из реактора содержится 10 % объемных долей окиси углерода.

Скачать решение задачи 2.1-57 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-58 Определить количество теплоты, необходимое для получения водорода каталитической конверсией метана по реакции:
CH4 + H2O = CO + 3H2 - 206 кДж
Степень превращения метана равна 0,92, объемное отношение   в исходной парогазовой смеси составляет 1:2,8. температура в зоне реакции -980 , температура поступающих в реактор реагентов - 130 . Потери теплоты в окружающую среду составляют 5% от поступающей. Расчет вести на 1000 м  полученного водорода. Молярные теплоемкости газов, кДж/(кмоль град): СH4 = 36,8; H2O = 36; CO = 30,5; H2 = 29,5

Скачать решение задачи 2.1-58 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-61 Определить расход сухого воздуха, количество и состав обжигового газа, количество и состав огарка при обжиге 1 т/ч флотационного колчедана, содержащего 38% массовых долей серы. В колчедане выгорает 96% серы. Коэффициент избытка воздуха составляет 1,4 по отношению к стехиометрии

FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO3

Скачать решение задачи 2.1-61 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-62. Рассчитать выход и определить количество выделенной теплоты при обжиге 1000кг серного колчедана, содержащего 41% массовых долей серы при влажности 7,4%массовых долей. В огарке содержится 0,5%массовых долей серы. Реакция:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO2 + 3415 кДж.

Скачать решение задачи 2.1-62 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-64 Оксид этилена получают окислением этилена по реакциям:

С2H4 + 0,5O2 = C2H4O + 117кДж
C2H4 + 3O2 = 2CO2 + 2H2O + 1217кДж.

Рассчитать объемный расход исходной смеси (8% объемных долей этилена, 19,32% объемных долей кислорода, остальное-азот). для получения 250м /ч оксида этилена, если селективность по нему составляет 0,65, а степень превращения этилена равна 0,98. Определить также общее количество выделившейся при этом теплоты.

Скачать решение задачи 2.1-64 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-65. Рассчитать материальный баланс производства хлора методом электролиза водного раствора NaCl

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

Концентрация NaCl в растворе 310г/л. Плотность раствора при условиях электролиза 1,17кг/л. Степень разложения NaCl - 50%. Расчет вести на 1000м хлора.

Скачать решение задачи 2.1-65 (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 2.2-11 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 2.2-22 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 2.2-25 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 2.2-28 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 ?Н0 = -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*10^4 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*10^4 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 2.3-12 Для обратимой реакции 2А = R, протекающей в газовой фазе при постоянном давлении, выразить изменение степени превращения вещества dxA/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 2.3-15 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 2.3-18 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 2.3-29 Протекает последовательная реакция первого порядка А -> R -> S. 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 2.3-31 Протекает последовательная реакция первого порядка А -> R -> S. 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 2.3-38 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 2.4-3 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 2.4-6 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 2.5-3 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 2.5-7 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*10^6exp(-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)

   

Cтраница 4 из 10

Яндекс.Метрика Rambler's Top100