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/м3. 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 34800 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 10,2%, 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.

Скачать решение задачи 77

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 38800 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.

Скачать решение задачи 88

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.

Скачать решение задачи 89

Задача 90. Производительность установки платформинга по жидкому сырью, имеющему плотность 748 кг/м3, составляет 74170 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 t=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 на 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 СаС2 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 0,001 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.

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. Сравнительный выбор химических реакторов и их схем

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Процесс, описываемый реакцией типа A > R с константой скорости

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-18

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-20

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-26

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-27

Определить массовую производительность по продукту R.

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-29

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

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

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

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

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

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

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

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

Определить максимальную производительность установки, состоящей из двух последовательно соединенных

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

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

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

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

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

Сравнить производительность двух установок по продукту R.

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-38

Сравнить производительность двух установок по продукту R.

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

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

Процесс осуществляется в установке из трех реакторов смешения

Рис. 4.2.
Определить производительность установки по продукту R.

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

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

Процесс описывается реакцией типа A > R и осуществляется

Рис. 4.2.
Определить производительность установки по продукту R.

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

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

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

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

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

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

 

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

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

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

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

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

В реакторе идеального вытеснения объемом 10 л

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Определить объем рецикла и константу скорости реакции.

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.2-12

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.2-13

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.2-16

Определить объем рецикла, константу скорости.

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.2-17

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Схема реакционного узла с фракционным рециклом с реактором смешения

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.3-6

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.3-9

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

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

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

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

Рис. 4.13

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

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

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

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

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

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

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

   

Раздел 3. Химические реакторы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

В реакторе периодического действия при проведении реакции получены следующие результаты:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

реакционной смеси проводят параллельную реакцию первого порядка

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-21

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-22

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

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

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

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

Задача 3.1-25 Жидкофазный процесс описывается последовательной реакцией

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-25

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Задача 3.1-36. Жидкофазный процесс описывается последовательной реакцией типа

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Задача 3.1-54. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-54

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

Определить производительность реактора и селективность процесса по веществу R

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

Задача 3.1-55. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-55

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

Определить производительность реактора и селективность процесса по веществу S.

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

Задача 3.1-56. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-56

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

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

Задача 3.1-57. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-57

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

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

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

Процесс описывается параллельной реакцией типа  с константами скоростей

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

Задача 3.1-59 Процесс описывается параллельной реакцией типа:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче 3.1-66 (Игнатенков, Бесков)

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

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

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

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

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

Задача 3.2-2 Процесс, описываемый параллельной реакцией

Процесс, описываемый параллельной реакцией

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

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

 Задача 3.2-3 Процесс, описываемый параллельной реакцией

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-3

Проводиться в реакторе идеального смешения при изотерическом режиме работы.

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-5

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-7

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-20

Отвечает ли полученный результат устойчивому режиму работы реактора идеального смешения?

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

   

Раздел 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

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 2.1-9 Определить расходные коэффициенты в производстве карбида кальция (технического), содержащего [% (масс.)]: CaC2 -85; CaO -5; C-3; прочие примеси- ост. Известь содержит 96,5% CaO. Содержание (%масс) в коксе: золы- 4, летучих - 4, влаги- 3.
Расчёт вести на 1 т технического продукта. Молекулярная масса: CaC2- 64, CaO- 56.

Скачать решение задачи 2.1-9 (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 2.1-12 Рассчитать состав шихты в производстве глинозема из боксита, соды и известняка методом спекания. Исходный боксит содержит, массовые доли, %: Al2O3 - 50; SiO2 - 10; Fe2O3 - 20. Мольное отношение компонентов (модуль) в спеке: M1 = Na2O/(SiO2 + Fe2O3) = 1; M2 = CaO/SiO2 = 2. Известняк содержит 90 % массовых долей СаСО3, техническая сода - 96 % массовых долей Na2СO3. Расчет вести на 1000 кг боксита.

Скачать решение задачи 2.1-12 (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 2.1-15 Составить материальный баланс процесса газификации 1 т кокса, идущей по реакциям

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

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. Найти также общее количество подведенной теплоты.

Скачать решение задачи 2.1-15 (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 2.1-19 Воздух, подводимый к доменной печи, содержит, объёмные доли, %: O2 – 21,1; N2 – 77,3; водяных паров – 1,6. Сколько потребуется добавить к воздуху кислорода, чтобы его концентрация стала равной 25% объёмных долей?

Скачать решение задачи 2.1-19 (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•105, Qp2=8,8•104, Qp3=4,7*104. 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•105, Qp2=6,8•104, Qp3=4,7•104. Плотность реакционной смеси 850 кг/м3, её удельная теплоёмкость 2,4•103 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 2.1-38 Для проведения реакции дегидратации этилового спирта
2Н5ОН = (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 2.1-38 (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 2.1-45 Для параллельной жидкофазной реакции первого порядка определить интегральную селективность и выход по продукту R, если начальная концентрация реагента А равна 1,42 кмоль/м3, общая степень превращения 0,89, а концентрация продукта R = 0,438 кмоль/м3.

Скачать решение задачи 2.1-45 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-46 Для последовательной реакции A → R  S определить интегральную селективность по продукту R, выход этого продукта  и общую степень превращения реагента А, если после окончания реакции в смеси концентрации веществ составили, кмоль/м3: CA = 0,2, CR = 0,56, CS = 0,24
Скачать решение задачи 2.1-46 (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 2-1-48. При проведении последовательной реакции дегидрирования

C4H10  C4H8  C4H6

частные степени превращения бутана в бутилен и бутадиен составляют соответственно 0,38 и 0,04. Рассчитать состав полученной реакционной смеси, общую степень превращения бутана, интегральную селективность и выход по бутилену, если исходное количество бутана 21 моль.

Скачать решение задачи 2.1-48 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-49 Получение фенола состоит из трех стадий:

C6H6 + CH2CHCH3 C6H5CH(CH3)2
 C6H5C(CH3)2OOH  C6H5OH + CCH3)2O

Рассчитать расход бензола и пропан-пропиленовой фракции газов крекинга (30% об. долей пропилена и 70% объемных долей пропана) для производства 1 т фенола, если выход изопропилбензола из бензола составляет 90%, фенола из изопропилбензола через стадию окисления изопропилбензола в гидропероксид -93%. Молекулярная масса бензола -78, пропилена - 42, пропана – 44, фенола-94.

Скачать решение задачи 2.1-49 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-50. Определить расход аммиака и воздуха на 1 т моногидрата HNO3, если степень окисления NH3 в NO равна 0,96, а степень абсорбции оксидов азота - 0,98. Расход воздуха учитывать только в реакциях окисления NH3  и NO.
Брутто-реакция: NH3 + 2O2 = HNO3 + H2O
Молекулярная масса: NH3 - 17; HNO3 - 63.

Скачать решение задачи 2.1-50 (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 2.1-53 Нагрузка на реактор синтеза аммиака составляет 2000 м3/ч азотоводородной смеси стехиометрического состава, находящейся под давлением 2,5 МПа и температуре 700 К. Газ на выходе из реактора содержит 20 % объемных долей аммиака, тепловой эффект реакции - 112 кДж. Рассчитать состав газовой смеси на выходе из реактора и количество выделенной теплоты.

Скачать решение задачи 2.1-53 (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 2.1-59 Составить материальный баланс процесса паровой конверсии метана СН4 + Н20 = СО + ЗН2, если степень превращения СН4 равна 0,95, мольное отношение Н20/СН4 = 3. Расчет вести на 1000 и3 исходной парогазовой смеси.

Скачать решение задачи 2.1-59 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-60 Определить расход воздуха для дожигания 100м3 отходящих газов, состоящих, об.доли%:

Определить расход воздуха для дожигания 100м3 отходящих газов, состоящих, об.доли%:

Рассчитать состав газовой смеси после дожигания:

2CO + O2 = 2CO2

Скачать решение задачи 2.1-60 (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 2.1-63 Рассчитать количество теплоты, выделяемой при переработке 1000   сернистого газа, состоящего из 10% объемных долей SО2 в воздухе. Степень превращения SО2 равна 90%.  Каким будем при этом состав смеси на выходе из реактора (в об долях,%)? Реакция:

2 +0,5О2 → SО3+ 92000Дж.

Составить материальный баланс реактора окисления SО2 в SО3
При переработке 10000   /ч  сернистого газа, содержащего 10% объемных долей в воздухе SО2 .
Скачать решение задачи 2.1-63 (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 2.1-69 Пиролиз бутана протекает по реакциям:

C4H10 - C3H6 + CH4
C4H10 = C2H4 + C2H6

Рассчитать степень превращения бутана, если в конечно смеси его концентрация составляет 0,1 молярной доли.
Скачать решение задачи 2.1-69 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

   

Cтраница 6 из 12

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