Задачи по ОХТ

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 3.1-43 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 3.1-47 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 3.1-54. 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 3.1-60 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 1-2. 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 1-5 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 2.1-3 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 2.1-5. 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 2.1-10 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 2.1-27 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 2.1-30. 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 2.1-33 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 2.1-41 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 2.3-3 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 2.3-12 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)

   

Задачи по химической технологии часть 2

Цена любой задачи составляет 70руб (все задачи решены и готовы), для получения задачи и условиях оплаты пииште на почту Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. или заполняйте форму правее

Задача Хим-Тех 47 Образец газовой смеси из колонны синтеза аммиака при пропускании через разбавленную серную кислоту сократился в объеме на 20 %. Сколько азота (в объемной доле) было в этой смеси, если считать, что газовая смесь, которая поступила в колонну, содержала водород и азот в отношении, требуемом по уравнению реакции?

Задача Хим-Тех 48. Вычислить удельную производительность катализатора (Пн) в килограммах аммиака на кубический метр катализатора в час (интенсивность процесса), объемную скорость газа W в ч-1 (объем газа в кубических метрах, проходящего за 1 ч через 1 м3 катализатора) на выходе из катализатора и весь объем смеси, проходящей через колонну в 1 ч, если производительность колонны синтеза среднего давления (3*107 Н/м2 или 300 атм) - 200 т NН3 в сутки, объем катализатора (Vк) -3,5 м3, содержание NН3 в смеси до колонны (А1) -4 %, или 0,04 объемной доли, а после колонны (A2) - 16 % (0,16 объемной доли), плотность газообразного NH3 - 0,77 кг/нм3.

Задача Хим-Тех 49 Сколько аммиака в год в расчете на 100%-ный производит колонна синтеза, если за 8 ч вырабатывается 60 т 99%-ного аммиака?

Задача Хим-Тех 50 Сколько 55% -ной азотной кислоты получится из 1 т аммиака, если выход продукта окисления в контактном аппарате достигает 98 % , а выход кислоты в поглотительных колоннах составляет 94 %?

Задача Хим-Тех 51. В производстве концентрированной (98%-ной) азотной кислоты расходуется 0,29 т ЫНз на каждую тонну кислоты. Каков выход азотной кислоты (в процентах) по отношению к теоретически возможному?

Задача Хим-Тех 52. Аммиак окисляется на платинородиевом катализаторе за 0,0002 с. Объем промежутков между нитями в слое катализатора (V свободный) равен 0,0006 м3. Определить объемную скорость, с которой аммиачно-воздушная смесь проходит через
слои катализатора (в кубических метрах на кубический метр в секунду).

Задача Хим-Тех 53. Сколько секунд аммиак окисляется на платинородиевом катализаторе, если аммиачно-воздушная смесь проходит через слой катализатора с объемной скоростью 72 м3/м3*мин? Объем промежутков между нитями в слое катализатора 250 см3.

Задача Хим-Тех 54. Определить количество аммиака, необходимое для производства 250 т в год NO3 под атмосферным давлением, а также часовой расход воздуха на окисление. Цех останавливают для профилактического ремонта на 15 дней в году. Степень превращения NH3 в NO составляет 98 %, а степень абсорбции 92 %. Концентрация аммиака в аммиачно-воздушной смеси 0,10 объемной доли (10 %).

Задача Хим-Тех 55. Составить материальный баланс (в килограммах) окисления аммиака (на 1 т NН3), считая окисление полным, однако 2 % NH3 окисляется лишь до азота. Содержание аммиака в аммиачно-воздушной смеси равно 0,11 объемной доли, или 11%.

Задача Хим-Тех 56. Нитрозные газы при выходе из конвертора содержат 0,09 массовой доли NO, 0,07 - O2, 0,70 -N2 и 0,14 -Н2О. Проходя через холодильник, они охлаждаются до 30 °С. При этом вследствие конденсации части водяных паров, окисления NO в NO2 и поглощения NО3 сконденсированной водой получается 40%-пая азотная кислота. Определить алгебраическим способом состав нитрозных газов после охлаждения и количество НNО3.

Задача Хим-Тех 57 Сколько фосфорита и апатита, содержащих по 10 % примесей, необходимо взять, чтобы получить 234 кг дигидрофосфата кальция в простом суперфосфате и 234 кг двойного суперфосфата?

Задача Хим-Тех 58 Сколько тонн 68%-ной Н2SО4 нужно взять для пееработки 125 т природного фосфорита в простой суперфосфат, •если содержание соли Са3(РО4)г в фосфорите после флотационного обогащения составляет 92 %.

Задача Хим-Тех 59 Аммофос получают насыщением 50%-кого раствора фосфорнойкислоты аммиаком. Сколько аммиака и фосфорной кислоты йадо для получения 6 т вторичного аммофоса, если потери исходных веществ составляют 4 % ?

Задача Хим-Тех 60. Вычислить количество испаряющейся воды и составить материальный баланс на 1 т NН4NО3, получающейся при нейтрализации газообразным аммиаком 47%-ной азотной кислоты если из аппарата для нейтрализации вытекает 64 %-ныи раствор NH4NO3. Следует учесть статьи «Приход»; аммиак, 100%-ная азотная кислота, вода в азотной кислоте и «Расход»: нитрат аммония, вода в ее растворе, соковый пар (табл. 19) . Небольшие потери реагентов с паром не учитываются.

Задача Хим-Тех 61. Навеска апатита 1,6990 г обработана серной кислотой в присутствии кварцевого песка. При кипячении смеси H2SiF6 отогнана в приемник с хлоридом калия:
2KCl + H2SiF6 = K2SiF6 + 2 HCl
раствором гидроксида натрия до ph=3,4, На титрование раствора в присутствии фенолфталеина израсходовано 15,80 мл 0,1 н. NаОН (K= 0,8725) Определись процентное содержание фтора в образце апатита.

Задача Хим-Тех 62. Рассчитать годовую потребность в контактной (94%-^ой) Н2SО4 и апатитовом концентрате (39,5 % Р2О5) для выработки заводом 225 000 т двойного суперфосфата с 55 % Р2О5 (общ). Выход фосфорной кислоты из концентрата составляет 95 % теоретического, а переработка ее в двойной суперфосфат происходит без потерь Р2О5 (общ.). Необходимое количество Н2SO4 (применяется теоретическое количество) вычислить по уравнению реакции разложения фторапатита с образованием фосфорной кислоты и НF.

Задача Хим-Тех 63. Для анализа взяли 5 мл реакционной смеси производства Н3РО4 экстракционным методом и разбавили ее водой в мерной колбе емкостью 200 мл. На титрование 20 мл этого раствора в присутствии метилового оранжевого расходуется. 15,80 мл 0,1 н. NаОН (K=0,9740). На титрование 20 мл исследуемого раствора в присутствии фенолфталеина расходуется 24,40 мл того же раствора NаОН. Установить состав смеси и рассчитать содержание определяемых компонентов в граммах на литр.

Задача Хим-Тех 64 Тугоплавкое стекло содержит 18,43 % оксида калия, 10,98 % оксида кальция и 70,59 % диоксида кремния. Выразить его формулой в виде соединения оксидов. Какое количество поташа, содержащего 94 % К2СО3, потребуется для получения 100 кг такого стекла?

Задача Хим-Тех 65. Состав хрусталя выражается упрощенной формулой Na2O * 3PbО * 6SiO2. Сколько необходимо кальцинированной соды, содержащей 10 % примесей, для производства 109,1 кг хрусталя?

Задача Хим-Тех 66. Получен портландцемент следующего химического состава: 65 % СаО, 25 % SiO2, 5,5 % АlО3, 1,5 % Fе2О3 0,5 % МgО и 2,5 % примеси. Каково было содержание шихты по СаСО3 и глине для производства 1 т цемента заданного состава? Цемент получен путем обжига шихты, содержащей известняк (состав: 95 % CaCO3 1,5%, MgCO3 3,4% пустой породы) и глины (состав; 50 % - SiO2 36,6% - Al2O3, 1,9% - Fe2O3, 11,5% - H2O)

Задача Хим-Тех 67. При смешивании портландцемента с водой трех-кальциевый силикат, или алит, ЗСаО *SiO2 (которого в цементе 60 %) гидролитически диссоциирует с образованием Са(ОН)3 и гидросиликата Са:

yСаО * SiO2 * mH2O
3СаО *SiO2+Н2О=хСа(ОН)2+yСаО*SiO2*mH2O

Сколько килограммов H2O необходимо для гидратации алита, содержащегося в 1 т цемента, при x=2, у=1 m=3?

Задача Хим-Тех 68 Хрусталь, применяемый для изготовления оптических стекол и художественной посуды, содержит 5,68 % Nа2О, 64,04 % РЬО, 33,28 % SiO2. Написать упрощенную формулу хрусталя в виде соединения этих оксидов и рассчитать, сколько оксида свинца (II) потребуется для получения 1 т хрусталя.

Задача Хим-Тех 69 В XI пятилетке чугун будет выплавляться преимущественно в доменных печах с полезным объемом 5000 м3. Производительность их достигает 12 тыс. т чугуна в сутки. Определить коэффициент использования полезного объема (КИПО) домны и рассчитать, сколько тонн железной руды, кокса, флюса потребуется для приготовления шихты, чтобы загрузить такую доменную печь. Шихта для выплавки чугуна состоит из 0,625 массовой доли руды, 0,25 кокса и 0,125 флюса. Плотность руды 5200 кг/м", кокса - 1250 кг/м3, флюса - 2650 нм3

Задача Хим-Тех 70 В металлургии степень кислотности шлаков определяется отношением общего количества кислорода, связанного в кислотных оксидах, к количеству кислорода, связанного в основных оксидах. Вычислить кислотность шлака следующего состава 0,44 массовой доли оксида кремния (IV), 0,12 – оксида кальция и 0,34 – оксида железа (II).

Задача Хим-Тех 71 Сколько теоретически можно получить чугуна, содержащего углерода и 3 % других элементов, из 1 т железной руды с 80 % железа?

Задача Хим-Тех 72. Сколько тонн флюсов (доломит, содержащий 0,75 массовой доли СаСОз и 0,25 -МgСО3) следует добавить при агломерации к руде, а частично и в доменную печь для суточной выплавки 6100 т чугуна с 0,94 массовой доли железа, если в руду входит 0,63 массовой доли железа, 0,07 - SiO2 и 0,006 - Аl2О3. Принять, что 0,97 массовой доли железа переходит из руды в чугун и что в шлаке соотношение основных оксидов к кислотным СаО+МgО/SiO2+Аl2O3 должно быть 1,4 для более полного освобождения чугуна от серы (FeS+СаО = СаS+FеО). Сколько килограммов шлака приходится на 1 т чугуна?

Задача Хим-Тех 73. Определить расход алунитовой руды для получения 1000 кг алюминия при условии, что глинозема в алуните содержится 23%.

Задача Хим-Тех 74. Вычислить выход по энергии при электролизе глинозема в криолите, если теоретическое напряжение разложения 1,7 В, а практическое: а) 4,4 В, выход по току 85 %; б) 4,6 В, выход по току 90 %; в) 4,7 В, выход по току 82 %.

Задача Хим-Тех 75. Рассчитать выход по току при получения алюминия лектролизом глинозема (эквивалентная масса Аl равна 9 г/моль), если в процессе электролиза при силе тока 150000 А за сутки образуется 1090 кг Al.

Задача Хим-Тех 76. Сколько бензина прямой гонки (0,20 массовой доли общего количества нефти) можно получить из 4 млн. т. нефти? Считая, что в этом бензине содержится 0,30 массовой доли н-гексана, определить, сколько бензола можно получить.

Задача Хим-Тех 77. В газовой смеси, входящей в башню ректификации, содержится 0,20 объемной доли углеводородов состава С1 - С4. После охлаждения газа и конденсации бензина содержание углеводородов снижается до 0,02. Какая доля газов сжижена?

Задача Хим-Тех 78. На производство 3 т бензола, полученного каталитическим риформингом прямогонного бензина, было израсходовано 12 т бензина. Сколько нефти необходимо для производства 27 т бензола, если выход прямогонногр бензина из нефти составляет 15%?

Задача Хим-Тех 79. Вычислить приблизительно высшую и низшую теплотворную способность угля марки Д (Донецкого бассейна) по данным элементарного анализа: 76 % С, 5,9 % Н, 10 % О2, 2 %S, 1,8 % Ва (влага аналитическая).

Задача Хим-Тех 80. При коксовании из 1 т угля образуется около 300 нм газа. В 1 нм3 газа содержится около 40 г паров бензола и около 10 г аммиака. Сколько аммиака и бензола получается из 1 т каменного угля?

Задача Хим-Тех 81. Производительность коксовой печи 20 т/сут. Рассчитать: а) суточный расход каменного угля (в тоннах) на коксовую батарею из 65 камер; б) количество полученного коксового газа (в кубических метрах), бензола и сероводорода (в килограммах) в сутки. Выход продуктов коксования составляет: кокса - 0,75, сырого бензола 0,012 массовой доли загруженного угля, коксового газа - 320 нм3 из 1 т угля, сероводорода - 20 г/нм3 коксового угля.

Задача Хим-Тех 82. Сколько каменного угля подвергли коксованию, если получено 130 т бензола, 36 т толуола и 8 т ксилола? Какое количество сульфата аммония при этом образовалось? Выход сырого бензола составляет 1,2 %, сульфата аммония- 1,3 %. Из сырого бензола получают 65 % бензола, 18 % толуола и 4 % ксилола. Потери сульфата аммония равны 3 %.

Задача Хим-Тех 83. При анализе пробы воздушно-сухого угля Осинов-ского угленосного района получены следующие данные (в процентах): влага аналитическая Ва - 10,50; зола За - 5,37; сера Sа -0,66 Вычислить процентное содержание золы и серы в сухом угле.

Задача Хим-Тех 84. Одним из способов получения этилового спирта в промышленности является брожение продуктов гидролиза клетчатки и крахмала. Определить выход этилового спирта в процентах к теоретически возможному, если из 1 т картофеля, содержащего 0,20 массовой доли крахмала, полу что 100 л спирта p= 0,8).

Задача Хим-Тех 85 Природный газ, используемый в производстве уксусной кислоты их ацетальдегида, содержит 0,97 объемной доли метана. Рассчитать расходный коэффициент природного газа. Выход ацетилена из метана составляет 0,15 объемной доли теоретически возможного, ацетальдегида из ацетилена - 0,60, а уксусной кислоты из ацетальдегида - 0,90 массовой доли.

Задача Хим-Тех 86 Какой объем воздуха понадобится для получения 1 т 40%-ного формалина при окислении метилового спирта?

Задача Хим-Тех 87. Найти кислотное число образца жира, для нейтрализации 2,8 г которого понадобилось 3 мл 0,1 н. раствора КОН.

Задача Хим-Тех 88. Для анализа взята навеска 1,0268 г этилацетата. На нейтрализацию свободной кислоты в навеске затрачено 8,6 мл 0,0961 н. КОН. Для определения числа омыления в этом продукте взята навеска 0,9366 г. При испытании в реакцию вступило 22,60 мл 0,5 н. КОН (К=0,9580). Вычислить кислотное число и кислотность в пересчете на уксусную кислоту, число омыления, эфирное число и содержание этилацетата в исследуемом продукте в массовой доле.

Задача Хим-Тех 89 Сколько килограммов 40%-ного формалина и раствора аммиака следует загрузить в реактор для получения фенолформальдегидной смолы при наличии 94 кг фенола, если в производстве фенол, формальдегид и аммиак загружают в мольном отношении 1 : 1 : 0,13?

Задача Хим-Тех 90. Сколько кубических метров этилена (при н. у.) потребуется для получения 100 кг полиэтилена путем полимеризации при температуре 190 - 250 °С и давлении 1,5- 10^8Н/м2? Выход полимера составляет 94,5 %.

Задача Хим-Тех 91. Сколько е-аминокапроновой кислоты было взято для получения капрона, если в результате реакции выделилось 24 кг воды?

   

Задачи по химической технологии часть 1

Цена любой задачи составляет 70руб (все задачи решены и готовы), для получения задачи и условиях оплаты пииште на почту Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. или заполняйте форму правее

Задача Хим-Тех 1. Определить расходный коэффициент фосфорита, содержащего 0,80 (80 %)-массовой доли Са3(РО4)2, для получения 1 т двойного' суперфосфата, содержащего 0,90 (90%) массовой доли Са(Н2РО4)2.

Задача Хим-Тех 2. Определить расходный коэффициент железного колчедана, содержащего 0,84 (84 %) массовой доли FeS2, для получения 1 т 70%-ного раствора серной кислоты, считая, что потери в производстве составляют 7 %.

Задача Хим-Тех 3. Массовое содержание негашеной извести составляет: 0,94 СаО; 0,012 СаСОз (недопал) и 0,048 примесей. Получается она обжигом известняка, содержащего 0,89 массовой доли СаСО3. Рассчитать расходный коэффициент известняка на 1 т извести указанного состава.

Задача Хим-Тех 4. Для получения этилового спирта способом прямой гидратации этилена в гидрататор подали 16,5 моль этилена. Из них при 290°С и 7*10^5 Н/м2 гидратации подверглось 13,2 моль. Определить степень превращения этилена.

Задача Хим-Тех 5. Какое максимальное количество СаО можно получить из 100 кг известняка, если в нем содержится 90 % СаСО3?

Задача Хим-Тех 6. Согласно материальной отчетности, на производство 1 т 65/о-ной азотной кислоты, получаемой окислением аммиака расходуется 186,2 кг NH3. Подсчитать выход НNО3 и расходный коэффициент по аммиаку.

Задача Хим-Тех 7. На получение 1 т нанести, содержащей 0,85 массовой доли CаО, израсходовано 1,700 т известняка, содержащего 0,94 массовой доли СаСО3. Вычислить выход продукта.

Задача Хим-Тех 8. Один из известняков с массовым содержанием 0,92 СаСО3, 0,03 МgСОз, 0,025 SiO2, 0,05 Fе2О3+А12Оз, 0,015 СаSО4 и 0,005 влаги подвергся обжигу. При этом потеря составила 0,38 массовой доли. Вычислить теоретическую потерю массы и процент выхода. Особенность ЭТОЙ задачи заключается в том, что абсолютная величина массы компонентов смеси не указана. Однако для данного расчета это не имеет значения. Предположим, что масса одного из компонентов смеси относительно всей смеси составляла 30 %, а потеряна половина массы этого компонента. По отношению к массе всей смеси это будет равно 30 %*0,5=15 %. Таким же образом можно вычислить потерю массы каждого компонента в процентах по отношению к массе всей смеси.

Задача Хим-Тех 9. Для получения формальдегида метиловый спирт окисляют на серебряном катализаторе: СН3ОН+0,5O2=НСНО+Н2О. Кроме этой основной реакции, протекает ряд побочных в результате которых образуются муравьиная кислота, оксид углерода (И), оксид углерода (IV), метан и другие продукты
Предположим на окисление подали 3,2 кмоль метилового спирта. Из них образовалось 1,8 кмоль формальдегида, 0,8 кмоль побочных продуктов (суммарно) и остались неокисленными 0,6 кмоль метилового спирта. Необходимо найти степень превращения метилового спирта, выход формальдегида и селективность процесса по формальдегиду.

Задача Хим-Тех 10. В контактном аппарате установки по производству серной кислоты Новополоцкого нефтеперерабатывающего завода (НПЗ) в течение 15 ч окисляется 168 т оксида серы (IV), степень окисления его 97,8 %. Вычислить производительность аппарата в тоннах в час.

Задача Хим-Тех 11. Одна нить установки по производству серной кислоты из сероводорода Новополоцкого НПЗ в течение месяца производит 6000 т 92%-ной серной кислоты. Определить годовую производительность установки, если в году 317 рабочих дней и работают две нити.

Задача Хим-Тех 12. Годовая производительность колонны синтеза аммиака 2-й очереди Гродненского производственного объединения «Азот» - 218 тыс. т (рабочих дней 335). Сколько азота и водорода (в кубических метрах) потребуется в сутки, если на 1 т аммиака расходуется 2850 нм3 азотоводородной смеси?

Задача Хим-Тех 13. В производственном объединений «Беларуськалий» при обогащении руды измельченная в мельницах руда смешивается в зумпфах с маточными щелоками и промежуточными продуктами после перечисток концентрата до получения пульпы. Затем центробежными насосами пульпа качается на пульпоотделители, с помощью которых распределяется на четыре дуговых сита поверхностью 0,95 м2. На каждую стержневую мельницу установлено 4 дуговых сита, из них одно резервное. Всего на фабрике 32 дуговых сита. Производительность дугового сита около 2280 т твердого продукта и сутки. Определить интенсивность сита и сколько мельниц установлено на фабрике.

Задача Хим-Тех 14. Для дробления сильвинита в объединении «Бела-руськалий» используются стержневые мельницы, интенсивность которых составляет 3 т/м3 • ч. В отделении измельчения установлено 8 стержневых мельниц полезным объемом 32 м3. Вычислить производительность стержневой мельницы и количество сильвинита, подвергнутого дроблению в течение суток.

Задача Хим-Тех 15. Составить материальный баланс печи для сжигания серы производительностью 60 т/сут. Степень окисления серы 0,95 (остальная сера возгоняется и сгорает вне печи). Коэффициент избытка воздуха а=1,5. Расчет следует вести на производительность печи по сжигаемой сере в килограммах в час.

Задача Хим-Тех 16. Рассчитать материальный баланс печи окислительного обжига в производстве ванадата натрия (NаVО3) на 1 т готового продукта. Сырье: ванадиевый шлак с массовым содержанием оксида ванадия (V) 0,13 (13 %) и воздух. Расход хлорида натрия для выделения NaVО3 составляет 0,10 массовой доли шлака.

Задача Хим-Тех 17. Рассчитать материальный баланс хлоратора в производстве хлорбензола (1 т), если состав жидких продуктов в массовых долях следующий: бензола - 0,65, хлорбензола - 0,32, дихлорбензола - 0,025, трихлорбензола - 0,005. Технический бензол содержит 0,975 массовой доли С6Н6, технический хлора 0.98 массовой доли Сl2.

Задача Хим-Тех 18. Определить тепловой баланс контактного аппарата для частичного окисления SO2 производительностью 25 000 м3/ч, если состав газовой смеси в объемной доле следующий: SO2 - 0,09, О2 - 0,11; N2- 0,80; степень окисления - 88. Температура входящего газа 460 °С, выходящего 580 °С; средняя теплоемкость смеси (условно считаем неизменной) с=2,052 кДж/м3-град. Принимаем, что потери теплоты в окружающую среду составляют 5 % прихода теплоты. Рассчитать теплоту, которая отводится из аппарата за счет его охлаждения.

Задача Хим-Тех 19. В воздушно-сухой пробе угля находится 3,3 % аналитической влаги и 416 % золы. После прокаливания 1 г пробы угля без доступа воздуха масса остатка в, тигле составила 0,5717 г. Вычислить процентное содержание кокса в сухой пробе и содержание летучих веществ в пересчете на горючую массу.

Задача Хим-Тех 20. При основной флотации сильвинита на обогатительной фабрике производственного объединения «Беларуськалий» получается черновой концентрат, содержащий 0,72 массовой доли КСl, который подвергается двукратной перечистке. В результате образуется окончательный продукт со средним содержанием КСl, равным 0,92 массовой доли. Определить степень извлечения и концентрацию сильвинита, а также выход концентрата, если было взято 2 т руды, содержащей 0,30 массовой доли КСl, а чернового концентрата получено 690 кг. Сколько продукта образовалось после перечистки?

Задача Хим-Тех 21. При обогащении сильвинита для удаления глинистых шламов поступающая из цикла измельчения и классификации пульпа обрабатывается 2%-ным водным раствором натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) из расчета 640 г ее на 1 т руды. Сколько нужно воды для приготовления раствора такой соли, чтобы обработать 1725 кг руды?

Задача Хим-Тех 22. Определить количество флотируемой руды (в тоннах) и процентное содержание металла в руде, если выход концентрата равен 8,5 %, концентрата получено 375 кг, степень извлечения металла из руды 82 %, а концентрат включает 93 кг металла.

Задача Хим-Тех 23. Какое количество алюминия можно получить из 1 кг боксита, содержащего 60% оксида алюминия, если практический выход составляет 98 % теоретически возможного

Задача Хим-Тех 24. Сколько килограммов соды потребуется для устранения жесткости 1000 л воды, насыщенной сульфатом кальция при 20°, если растворимость последнего равна 2 г/л.

Задача Хим-Тех 25. Умягчение воды в лаборатории проводится в катионитовой колонке. Определить время ее работы, если объем катионита 0,53 м3, а общая емкость поглощения его 1000 г-экв/м3, объемная скорость потока воды 8 м3/ч. Жесткость воды 6,9 мэкв/л, обусловлена она катионами кальция.

Задача Хим-Тех 26. Для умягчения водопроводной воды используется катионитовая колонка, рабочий объем ее 0,27 м3. Через колонку пропускают воду, жесткость которой 6,5 мэкв/л. Объемная скорость течения воды 8 ма/ч. Определить емкость поглощения катионита (в эквивалентной массе на кубический метр), если колонка работает без регенерации 16 ч.

Задача Хим-Тех 27. Чему равна жесткость воды, если для устранения ее потребовалось добавить 3,71 г карбоната натрия на каждые 20 л воды?

Задача Хим-Тех 28. Какое количество гидроксида кальция потребуется для умягчения 1000 м3 воды, чтобы карбонатная жесткость ее уменьшилась с 14 до 6 мэкв/л?

Задача Хим-Тех 29. Жесткость исходйой воды составляет 4 мэкв/кг, а концентрация ионов Са2+ равна 60 мг/кг. Определить магниевую жесткость и концентрацию магния в воде.

Задача Хим-Тех 30. Карбонатная щелочность известкованной воды 0,4 мэкв/кг. Определить избыток в воде^ Са(ОН)2, если общая щелочность ее 0,7 мэкв/кг.

Задача Хим-Тех 31. В 5 л бидистиллята растворили 0,4 г NаОН и 265 мг Nа2СО3. Определить гидратную и карбонатную щелочность раствора.

Задача Хим-Тех 32. Минеральная вода «Нарзан» в 1 л содержит 0,3894 г ионов кальция и 0,0884 г ионов магния. Какова жесткость этой воды?

Задача Хим-Тех 33. Качество исходной воды характеризуется следующими данными: Жо=5 мэкв/кг; Жн=2 мэкв/кг. Определить Жса, Жн и Жмg. если Жо: Жмg=4.

Задача Хим-Тех 34. Производительность печи для обжига колчедана 30 т/сут. Колчедан содержит 42,4 % серы. Воздуха расходуется на 60 % больше теоретического. Выход сернистого газа составляет 97,4 %. Вычислить: а) содержание в колчедане FeS2 (в процентах); б) объем и состав газовой смеси, выходящей из печи за 1 ч; в) массу остающегося в печи огарка; г) массу остающегося в печи непрореагировавшего FeS2.

Задача Хим-Тех 35. Вычислить объем расходуемого кислорода, объем оксида серы (IV) при н. у. и массу Fe2O3, получаемых при сжигании 700 кг дисульфида железа.

Задача Хим-Тех 36. В XI пятилетке будут внедрены установки по производству серной кислоты мощностью 420 тыс. т в год. Сколько колчедана, содержащего 45 % серы, необходимо для получения такого количества 100%-ной серной кислоты, если выход равен 96 %?

Задача Хим-Тех 37. На установке по производству серной кислоты способом мокрого катализа Новополоцкого НПЗ используют отходящий из установки гидроочистки газ, содержащий 0,97 массовой доли сероводорода. Производительность установки 240 т кислоты в сутки. Степень контактирования 97 %, поглощение оксида серы (VI) - 70%. Определить расход газа, содержащего сероводород.

Задача Хим-Тех 38. Степень окисления SO2 в SO3 составляет Х1=0,55 и X2=0,96. Определить изменение температуры в зоне реакции, если средняя теплоемкость газовой смеси, содержащей 8 % SО2, 11 % О2 и 81 % N2, условно принимается неизменной и равна 1,382кДж/м3*°С.

Задача Хим-Тех 39. Определить повышение температуры при окислении SO2 на 1 % при 500 °С для газовой смеси, состоящей из 0,07 массовой доли SO2, 0,12 - О2 и 0,81 - N2:

SO2 + 1/2O2 = SO3 + 94400 кДж.

Теплоемкости равны: С(SO2) =2,082 кДж/м3*°С; С(O2) =1,402; С(N2)=1,343. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры находится по формуле Q=4,187 * (24 555-2,211) (кДж/кмоль).

Задача Хим-Тех 40. Вычислить количество теплоты, выделяющейся при обжиге 1 т FeS2, содержащего 0,38 массовой доли серы, если степень выгорания серы из колчедана равна 0,96. Процесс горения колчедана описывается суммарным уравнением
4FeS2+11O2 = 2Fе2О3+8SO2+ Q.
Теплоты образования (в килоджоулях на моль) равны: q(Fe2O3) = 821,3; q(SO2) = 296,90; q(FeS2) 177,4. В состав чистого Ре5а входит 0,5335 массовой доли серы и 0,1665 железа.

Задача Хим-Тех 41. На первый слой контактного аппарата при 450 °С подается 10000 м3/ч исходном газовой смеси, содержащей 0,10 объемной доли SO2, 0,11 - O2, 0,79 - N2. В результате экзотермической реакции

SO2 + 1/2O2 = SO3 +Q

(где Q = 101 420-9,26*Tcр кДж/моль).

Температура газа повысились до 580 °С. Определить степень окисления SO2 в SO3, если теплоемкость газа принять неизменной и равной 1,38 кДж/м3 (изменением объема в результате реакции пренебрегаем).

Задача Хим-Тех 42. Рассчитать количество 7,5%-ной нитрозы, которое нужно подать на орошение башен продукционной зоны для выработки 18 т моногидрата в сутки, если азотооборот в нитрозной системе составляет 585 кг азотной кислоты на 1 т моногидрата и продукционная кислота содержит 0,05 % НNО3 (или 0,03 % N2O3). Плотность нитрозы при температуре 15 °С равна 1674 кг/м3.

Задача Хим-Тех 43. В первую продукционную башню поступает 3000 кг газа, содержащего 0,20 массовой доли SО2 и 0,01 – SО3. Принимая что степень переработки оксида серы (IV) в первой башне составляет 0,30 массовой доли, определить количество получающейся в ней 76% -ной серной кислоты.

Задача Хим-Тех 44. Из печного отделения на переработку поступает 2800 кг/ч газа, содержащего 0,222 массовой доли оксида серы (IV) и 0,019 - оксида серы (VI). Считая, что в первой продукционной башне' перерабатывается 0,35 массовой доли оксида серы (IV), определить количество нитрозы плотностью 1,724 т/м3 (содержащей 6 % НNО3), которое необходимо подать на орошение башни, и количество образовавшегося в ней моногидрата.

Задача Хим-Тех 45 Определить объем водорода, расходуемого на получение 500 м3 аммиака при синтезе его из водорода и азота.

Задача Хим-Тех 46. Азотоводородная смесь, содержащая 0,15 молярной доли аммиака, при выходе из колонны поступает в водяной холодильник и сепаратор. Здесь отделяется большая часть сконденсировавшегося аммиака, и его содержание в газе снижается до 0,05 молярной доли. Какая доля аммиака сжижена?

   

Сборник задач

Цена любой задачи составляет 50руб (все задачи решены и готовы), для получения задачи и условиях оплаты пииште на почту Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра. или заполняйте форму правее

Технико-экономические показатели Химико-технологических процессов

Задача 1. Определите расходные коэффициенты в производстве карбида кальция, содержащего 90% СаС2, если сырье - антрацит марки АК с содержание углерода 96 %, известь (негашеная) с содержанием СаО 85 %.

Задача 2. Рассчитайте теоретический расходный коэффициент 18%-ного раствора едкого натра для мерсеризации 1 т целлюлозы, содержащей 5% влаги и 4% примесей.

Задача 3. Рассчитайте выход этилового спирта на пропущенный этилен при условии многократной циркуляции этилена, если практический расходный коэффициент этилена 0,65 т на 1 т этилового спирта.

Задача 4. Определите производительность в сутки роторного резиносмесителя закрытого типа, если из его камеры каждые 10 мин выгружают 250 кг резиновой смеси.
Задача 5. Определите годовую производительность колонны синтеза аммиака в расчете на 100%-ный аммиак, если каждый час (на новых установках) вырабатывается 30 т 99%-ного аммиака.

Задача 6. В колонну для окисления твердого парафина загружают 40 т парафина, который занимает 75% объема колонны (высота 10 м, диаметр 2,5 м). Процесс окисления длится в среднем 18 ч. Рассчитайте производительность колонны и интенсивность процесса окисления парафина.

Задача 7. Стоимость одной контактной сернокислотной системы мощностью 360 тыс. т H2SO4 в год составляет 17 600 тыс. руб. Определите удельные капитальные
затраты.

Задача 8. Определите снижение капитальных затрат при увеличении единичной мощности установки в два раза, т. е. при изменении мощности от N1 до N2 (2N1).

Задача 9. Определите снижение себестоимости продукта производства при увеличении мощности установки вдвое от N1 до N2=2N1 принимая n=- 0,2.

Материальный и тепловой балансы Химико-технологических процессов

Задача 10. Составьте материальный баланс пронесся нейтрализации азотной кислоты аммиаком на 1 т нитрата аммония (аммиачной селитры). Концентрация азотной кислоты 55%, газообразного аммиака-100%, нитрата аммония -85%. Потери аммиака и азотной кислоты - 1 %.

Задача 11. Составьте упрощенный материальный баланс производства этилового спирта прямой гидратацией этилена. Состав исходной парогазовой смеси (в % по объему): этилен - 60, водяной пар - 40. Степень гидратации этилена - 5%. Расчет вести на 1 т этилового спирта. Побочные реакции и давление не учитывать.

Задача 12. Один из методов получения ацетилена - термоокислительный крекинг (пиролиз) метана. Вычислите стандартную теплоту этой реакции при температуре 298 К.

Задача 13. Рассчитайте теплоту, выделяющуюся при образовании 100 кг метилового спирта из СО и Н2. Энтальпия образования (в кДж/кмоль) составляет: СО - 110 583; Н2 - 0, метилового спирта - 201 456.

Задача 14. Составьте тепловой баланс реактора синтеза этилового спирта, где протекает реакция CH2=CH2+H2О =C2H5OH + Qp (Qp=46090 кДж/кмоль), если исходный газ имеет состав: 40% Н20 и 60% С2Н4, скорость его подачи в реактор-гидрататор 2000 м3/ч, температура на входе 563К, а на выходе из реактора 614К, конверсия за проход этилена 5%. Теплоемкость продуктов на входе и выходе одинакова и равна 27,1 кДж/кмоль. Побочные процессы и продукты не учитывать. Потери теплоты в окружающую среду принимаем 3% от прихода теплоты.

Константы химического равновесия

Задача 15. Вычислите приближенно константу диссоциации водяного пара Кр при температуре 800К с помощью стандартных термодинамических констант.

Задача 16. Константа равновесия реакции С2Н6 = С2Н4+Н2 при температуре 1100 К равна Кр = 1,67*10^5 Па. Энтальпия реакции -144451,4 Дж/моль. Определите равновесную степень превращения этана при температуре 1000 К и давлении р« 1,01*10^5 Па.

Скорость и движущая сила химико-технологического процесса

Задача 17. Рассчитайте среднюю скорость реакции окисления SO2 в БОз на первом слое катализатора, если степень превращения SO2 в SO3 составляет 0,67. Исходные концентрации в % (по объему): SO2-10; О2 -11, N2-79. Константа скорости к=2,81*10^5.

Задача 18. Объем скрубберной башни для сушки кислорода 85 м3, поверхность одного кубического метра керамической насадки, заполняющей башню, 110 м2. Определите скорость поглощения влаги из газа последующим данным. Коэффициент поглощения k1=2,1*10^-4Па, движущая сила процесса dP=773,26 Па, коэффициент запаса башни а=1,2.

Задача 19. При температуре 773 К константа скорости окисления оксида серы (IV) в оксид серы (VI) k1 = 3,20*10^5. Определите константу скорости k2 этой реакции при температуре 793 К. Энергия активации E= 87900 кДж/моль.

Гетерогенные каталитические процессы

Задача 20. Энергия активации реакции 2А+В = 2С, протекающей при температуре 1073К Е=89700 кДж/кмоль, понизилась в результате применения катализатора до 59000 кДж/кмоль. При какой температуре реакция теперь может протекать с той же скоростью? Другие параметры остались неизменными.

Задача 21. Реакция протекает в присутствии катализатора с объемной скоростью Коб=125 м3 (м3*ч). Диаметр реактора d=1,52 м, высота h = 3,05 м. Считая, что катализатор занимает 0,75 объема реактора, определить время контакта газа с катализатором и объем газовой смеси, проходящей через реактор в 1 ч.

Задача 22. На обогатительной фабрике из 20 т медной сульфидной руды, содержащей 0,015 массовых долей Си, получено 2 т концентрата, в котором обнаружено 14,4% CuS (no массе). Определите выход концентрата, степень извлечения и степень концентрации меди.

Задача 23. В 15 м3 природной воды содержится 700 г ионов кальция и 400 г ионов магния. Определите общую жесткость воды.

Задача 24. Определите общую жесткость воды, если на титрование карбонатов, содержащихся в пробе объемом 75 мл, пошло 12 мл раствора НС1, молярная концентрация которой 0,03 моль/л. Постоянная жесткость воды равна 2,1 ммоль/л.

Задача 25. Вычислите окисляемость воды (в пересчете на кислород), если на окисление органических веществ в 300 мл анализируемой воды израсходовано 5 мл раствора перманганата калия концентрацией 0,005 моль/л.

Задача 26. Определите жесткость воды (Жо, Жк и Жн), поступающей на водоумягчительную станцию, если в ней содержится 180 мг/л Са2+, 335,66 мг/л НСO3-, 36,48 мг/л Mg2+ и 99,95 мг/л свободного углекислого газа. Рассчитайте дозу извести (в пересчете на СаО), если станция использует товарную известь, содержащую 0,65 массовых долей СаО. Дозу коагулянта (FeCl3) принять равной 40 мг/л в пересчете на безводное вещество.

Задача 27. Через катионитовый фильтр, рабочий объем которого 4,2 м3, пропускают воду с объемной скоростью течения 12 м3/ч. Определите емкость поглощения катионита, если жесткость исходной воды 6 ммоль/л, а умягченной -0,01 ммоль/л. Фильтр работает без регенерации 64 ч.

Задача 28. К 500 кг 85%-ной серной кислоты прибавили 30 кг воды. Определите концентрацию получившейся кислоты и повышение температуры в результате разбавления

Задача 29. Рассчитайте объем сухого воздуха, необходимый для сжигания 100 кг колчедана, и объем полученного обжигового газа, если колчедан содержит 43% S; влажность колчедана 6,8%, SО2 в обжиговом газе 11 % по объему. Коэффициент избытка воздуха а =1,5. Состав воздуха: 21% кислорода и 79% азота по объему.

Задача 30. Определите массу огарка, удаляемого за час из печи КС производительностью 200 т колчедана в сутки. На обжиг поступает колчедан, содержащий 41% серы (в расчете на сухой), при условии, что сера выгорает полностью.

Задача 31. Определите теоретическую теплотворную способность (теплоту горения в кДж/кг) углистого колчедана, содержащего 42% серы и 5% углерода. Известно, что 1 кг чистого пирита при сгорании дает 7060 кДж/кг, а 1 кг углерода - 32 700 кДж/кг.

Задача 32. В олеумный абсорбер поступает 30500 м3/ч газа, содержащего 10% SО3. Абсорбер орошается олеумом, содержащим 19% S03; вытекающий олеум содержит 21,5 БОз. Определите массу олеума, необходимую для орошения абсорбера в кг/ч, если степень абсорбции БОз составляет 40%

Задача 33. Рассчитайте состав газа на входе и выходе из колонны синтеза при производстве 1 т аммиака, если концентрация аммиака на входе и выходе соответственно равна 4 и 16% по объему.

Задача 34. В аммиачный конденсатор поступает 3708 м3 азотоводородной смеси с содержанием аммиака 6,4% при температуре 303 К (30°С). Сколько жидкого аммиака (хладоагента) необходимо для конденсации всего аммиака из смеси и охлаждения смеси до 268 К (-50С)? Температура конденсации аммиака 273 К (0°С). Средние удельные теплоемкости смеси газов до конденсации 29,68 кДж/(кмоль-К), после конденсации 28,90 кДж/(кмоль-К), жидкого аммиака 58,52 кДж/(кмоль-К). Теплота, поглощаемая при испарении 1 кмоль аммиака, составляет 20315 кДж.

Задача 35. Определите массу аммиака и воздуха, необходимую для производства 1000 кг азотной кислоты. Степень превращения аммиака в N0 0,97, степень абсорбции 0,92. Концентрация аммиака в аммиачно-воздушной смеси 11,5%.

Задача 36. Рассчитайте диаметр сетки Pt/Rh катализатора для контактного аппарата, обеспечивающего получение 82 т в сутки азотной кислоты. Степень превращения аммиака в NO 0,96, а степень абсорбции NO2 0,98. Окисление аммиака происходит при давлении 10^5 Па. Напряженность катализатора 605 кг/м2 в сутки. Содержание аммиака в смеси 11,2% (по объему). Активная поверхность одного квадратного метра сетки 1,81 м2. В аппарате уложены вместе 3 сетки.

Задача 37. Определите коэффициент избытка а серной кислоты при получении простого суперфосфата, если норма серной кислоты (моногидрата) 68 масс, долей
на 100 масс, долей апатитового концентрата с содержанием Р205 39,4 %.

Задача 38. На разложение 1000 кг апатитового концентрата, содержащего 39,8% Р205, расходуется 1950 кг 54%-ной фосфорной кислоты (в пересчете на Р2O5). Определите, сколько извести добавляют для полной нейтрализации избытка фосфорной кислоты и какова концентрация Р2050бщ и Р2O5усв в готовом продукте. Степень разложения апатитового концентрата 80%. Содержание СаСО3 в известняке 95%. Степень использования его 90%. Фосфор в апатите находится в виде соли Ca5F(P04)3.

Задача 39. Энтальпия реакции нейтрализации аммиака 52,5%-ной азотной кислотой dH=-106,09 кДж/моль. Определите, сколько воды может испариться за счет теплоты реакции нейтрализации 212,5 кг аммиака. Энтальпия парообразования воды dH=- 2684 кДж/кг.

Задача 40. С хлорного электролизера диафрагменного типа нагрузкой 40 кА за сутки получен щелок объемом 10,6 м3, содержащий 130кг/м3 едкого натра. Определите выход щелочи по току

Задача 41. Определите выход по току и напряжение разложения в алюминиевом электролизере, если за десять суток он выдал металл массой 5 т, а коэффициент использования энергий составил 50 %. Электролизер работает под нагрузкой 70 кА и напряжении 4,6 В.

Задача 42. Теоретическое напряжение разложения (Јразл) в диафрагменном электролизере равно 2,3 В, выход по току хлора и едкого натра составил 95%, а
выход по энергии 57,5%. Определите: а) теоретический и практический расход электроэнергии на 1 т едкого натра и 1 т хлора; б) рабочее напряжение на электролизере.

Задача 43. Рассчитайте коэффициент использования энергии в электролизере БГК-17-25, если при электролизе водного раствора поваренной соли при токе
25 кА за сутки был получен объем электролитического щелока 7,19 м3 с содержанием едкого натра 120 кг/м3. Потенциалы анода и катода равны соответственно 1,32 и 0,82 В, перенапряжение выделения хлора 0,17 В, а водорода 0,42 В. Потери напряжения в подводящих шинах, растворе электролита и другие омические потери 1,1 В.

Задача 44. Металлургический комбинат имеет 5 домен с общим полезным объемом 12000 м3- В результате интенсификации производства за последние 10 лет средний коэффициент использования полезного объема снизился с 0,9 до 0,55. На сколько возросла среднесуточная производительность домен?

Задача 45. Определите интенсивность плавки домны с полезным объемом 5000 м3, если суточный расход кокса и углеродсодержащих добавок составил соответственно 5400 т и 3200 т. Массовая доля углерода в коксе 85%, в добавках 12%.

Задача 46. Рассчитайте годовую производительность конвертора в слитках, исходя из следующих данных: масса металлической шихты одной плавки 200 т, продолжительность плавки 30 мин, число рабочих суток 350, масса годных слитков одной плавки 180 т.
Задача 47. Площадь пода 250-тонной мартеновской печи составляет 75 м2, печь дает 4 плавки в сутки. Определите: а) съем стали в сутки с единицы площади; б) часовую производительность печи; в) годовую производительность печи. За каждую плавку бракуется в среднем 2% слитков. Продолжительность горячих и холодных ремонтовсоставляет 7% годового времени.

Задача 48. В составе клинкера портландцемента 54% 3CaO.Si02, 21% 2CaOSi02, 12% ЗСаО.А1203, 10% 4CaO-Al203Fe2О3> 2% CaO, 0,5% Si02 и 0,5% S03 (по
массе). Рассчитайте, значения коэффициента насыщения и модулей n, m, р.

Задача 49. При смешивании портландцемента с водой главная его составная часть трехкальциевый силикат, массовая доля которого в цементе 60%, подвергается гидролизу, а один из продуктов гидратируется
3СаО • Si02+5H2О->2Ca (ОН) 2+СаО • SiО2 • 3Н2О
Определите массу воды, вступившей в реакцию с этим минералом в расчете на 1000 кг цемента. Сколько щелочи образуется при этом?
Задача 50. Определите среднелогарифмическую разность температур для второй ступени АВТ, где нефть нагревается от 380 К до 630 К дымовыми газами, имеющими на входе температуру 1200 К, а на выходе 620 К.

Задача 51. При каталитическом крекинге керосина массовая доля газа равна 18 % от сырья. Определите массу метана, которая получится из 1 т керосина, если объемные доли компонентов газа крекинга: Н2-9, СН4-27, С2Н6 -12, С3Н8-3,5; С2Н4-25, С3Н8-15, С4Н8-8,5%.

Задача 52. В качестве побочных продуктов при окислении ацетальдегида в уксусную кислоту получаются метилацетат, этилидендиацетат, муравьиная кислота, оксид углерода (II) и др. Рассчитайте массу метилацетата, которая получается в сутки на установке производительностью 2000 кг/ч уксусной кислоты, если в метилацетат превращается 1 % ацетальдегида, а выход уксусной кислоты на стадии окисления составляет 97% на ацетальдегид. Задача 53. Рассчитайте расходный коэффициент для 98%-ного изопентана на 1 т изопрена, если выход изоамиленов 37% и изопрена 45% от теоретического.

Задача 54. Вычислите степень полимеризации полипропилена, если средняя молекулярная масса его образца равна 357*10^3.
Задача 55. Для производства поливинплхлорида суспензионным методом использованы следующие вещества (в массовых долях): винилхлорида 100, воды 150, других ингридиентов. 2. Рассчитайте массовую долю полимера в латексе, если конверсия составила 85%, а в автоклав загружено 24 т сырьевых компонентов.

   

Cтраница 4 из 10

Яндекс.Метрика Rambler's Top100