Задачи по ОХТ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Процесс, описываемый реакцией типа A > R с константой скорости

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-18

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-20

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-26

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-27

Определить массовую производительность по продукту R.

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-29

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

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

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

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

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

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

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

Задача  4.1-36 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 4.1-38 Процесс, описываемый реакцией второго порядка типа 2A = R, осуществляется в каскаде из трех реакторов смешения. Константа скорости превращения вещества Аk = 0,1 л/(моль*с). Объемный расход исходного вещества А с концентрацией 1,8 кмоль/м3 равен 18 м3/ч. Объемы реакторов в каскаде Vp1 = 0,15 м3; Vp2 = 0,25 м3; Vp3 = 0,50 м3.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.1-38

Сравнить производительность двух установок по продукту R.

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

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

Процесс описывается реакцией типа A > R и осуществляется

Рис. 4.2.
Определить производительность установки по продукту R.

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

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

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

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

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

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

 

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

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

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

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

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

В реакторе идеального вытеснения объемом 10 л

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

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

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

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

Задача  4.2-11 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 4.2-23 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 c-1,k3 = 1,7*10^-3 c-1. Объем реактора 0,8 м3, отношение объемной скорости рецикла к скорости подачи Vрец/V0 = 0,17. Начальная концентрация исходных веществ и продукта, кмоль/м3: САисх = 1,65; СRисх = 0; СSисх = 0. Плотность реакционной смеси остается постоянной. Скорость подачи V0 = 2*10-3 м3/с. Определить производительность системы по продукту для системы по продукту R и концентрацию продукта в выходящем потоке.

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

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

 

Задача  4-2-32 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 4.3-3 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./(м3с). После реактора смесь разделяется на продукт и исходное вещество А с концентрацией равной 0,5 моль/л и возвращается в реактор. Стоимость процесса разделения выражается через стоимость возвращаемого вещества А и равна 75 руб./кмоль.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.3-6

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 4.3-9

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

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

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

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

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

Задача 5-2. В абсорбционную установку  подается 20000 м3/ч газа с содержанием 7,8% объемных долей SO2. В результате абсорбции получают олеум с содержанием 10% свободного SO3 и 93% - массовых долей серной кислоты. Степень поглощения триоксида серы в первом абсорбере равна 40%, а общая степень абсорбции - 0,995%. Рассчитать материальный баланс установки.

Скачать решение задачи 5.2 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-5 В установку  конверсии метана аодяным паром (см. рис 5.2) подается 20000м  метана. Степень конверсии метана равна 0,98.. Оксид углерода, образующийся в результате конверсии метана, подвергается конверсии водяным паром в следующем реакторе и степень его конверсии составляет 0,96. Рассчитать материальный баланс установки конверсии метана с соотношением метана к водороду как 1:3,1.

Схема материальных потоков с процессе конверсии метана водяным паром

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

Задача  5-9 Рассчитать материальный баланс ХТС синтеза аммиака производительностью 10000 кг/ч аммиака из азото-водородной смеси (АВС), содержащей 0,5 объёмных долей СН4, %. Степень превращения АВС в реакторе равна 0,18. Состав рециркуляционного газа: СН4 – 6,0 %, NН3 – 3,0 %, остальное АВС.

N2 + 3H2 = 2NH3

Скачать решение задачи 5-9 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  5-11 В абсорбционную установку  подается 15 000 м3/ч газа с содержанием 8.3% долей S02. В результате абсорбции получают олеум с содержанием 20% свободного S02 и 98%-ную серную кислоту. Степень абсорбции в олеумном абсорбере равна 0,2, а общая степень абсорбции — 0,99%. Рассчитать материальный баланс установки.

Скачать решение задачи 5-11 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-13 Составить материальный баланс печи для сжигания серы производительностью 60 т/сутки. Степень окисления серы 0,95 (остальная сера возгоняется и сгорает вне печи). Коэффициент избытка воздуха a = 1,5. Расчет следует вести на производительность печи по сжигаемой сере в кг/ч.

Скачать решение задачи 5-13 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-14 Составить материальный баланс производства оксида этилена прямым каталитическим окислением этилена воздухом. Состав исходной газовой смеси -3% объемных долей этилена в воздухе. Степень окисления этилена 0,5. Расчет вести на 1 т оксида этилена. Процесс описывается химическим уравнением:

2CH2=CH2 + O2 = 2(CH2)2O

Скачать решение задачи 5-14 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-16 Составить материальный баланс хлоратора в производстве 1 т хлорбензола. Содержание продуктов в массовых долях, %: бензол – 65,0; хлорбензол – 32,0; дихлорбензол – 2,5; трихлорбензола – 0,5. Технический бензол содержит 97,5 % массовых долей С6Н6, технический хлор – 98 % массовых долей Cl2.

Скачать решение задачи 5-16 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  5-17 Составить материальный баланс нитратора производительностью 3 т/ч нитробензола. Выход нитробензола 98 % от теоретического. Состав нитрующей смеси [% (масс.)]: HNO3 – 20; H2SO4 – 60; H2O – 20. Расход нитрующей смеси составляет 4 кг на 1 кг бензола:

С6H6 + HNO3 = C6H5NO2 + H2O.

Скачать решение задачи 5-17 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-18 Составить материальный баланс установки для получения аммиачной селитры производительностью 20 т NН4NО3 в час влажностью 5% массовых долей. В производстве применяется 47%-ная азотная кислота и 100%-ный газообразный аммиак. Потери азотной кислоты и аммиака в производстве составляют 1% производительности. Из нейтрализатора аммиачная селитра выходит в виде 60%-ного раствора NН4NО3 в воде. Определить количество влаги, испарившейся в результате экзотермической реакции нейтрализации

НNО3 + NН3 = NН4NО3.

Скачать решение задачи 5-18 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-22. Составить материальный  баланс производства 1 т сульфата натрия, если в производстве используется поваренная соль, содержащая  97% NaCl, и купоросное масло, содержащее 93% массовых долей H2SO4. Степень разложения NaCl составляет 93%.

Скачать решение задачи 5.22 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-24 Рассчитать материальный баланс производства 10000т/ч 90,4%-ной серной кислоты из серного колчедана, содержащего 42% серы, при условии, что степень выгорания веры в колчедане составляет 97%, степень каталитического окисления диоксида серы - 99,3%, а степень абсорбции триоксида серы -99,5%. Обжиговый газ содержит 8% диоксида серы. Воздух влажностью 55% перед подачей в печь для обжига колчедана подвергается осушке получаемой серной кислотой.

Скачать решение задачи 5-24 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-25. Составить материальный баланс производства 61% - ной азотной кислоты при условии, что выход оксида азота при окислении аммиака составляет 97%. Побочные продукты окисления – только азот. Степень абсорбции диоксида азота равна 99%. аммиачно-воздушная смесь перед реактором окисления содержит  9% аммиака. Воздух, подаваемый в производство, имеет относительную влажность 47%.

Скачать решение задачи 5.25 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  5-27 Составить материальный баланс реактора окисления аммиака, в который поступает аммиачно-воздушная смесь с расходом 60000 м3/ч, содержащей 10% объемных долей аммиака. Селективность по оксиду азота составляет 0,95 при полном превращении аммиака. Принять, что в качестве единственного побочного продукта образуется азот.
Окисление аммиака протекает по механизму:

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

Скачать решение задачи 5-27 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-28 Составить тепловой баланс реактора окисления аммиака, в котором протекают реакции:

4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O + 980 кДж (1)
4NH3 + 3O2 = N2 + 6H2O + 1270 кДж (2)

Расход аммиачно-воздушной смеси 60000 м3/ч, содержание аммиака 10 % долей. Селективность по оксиду азота 0,95 при полном превращении аммиака.
Принять следующие значения теплоемкостей для газов, кДж/(моль•град.): аммиак – 38,5, кислород – 30,2, азот – 29,2, водяные пары – 38,0, оксид азота – 31,9. Температура в реакторе 1150 К, общее давление 0,7 МПа Сохранить .

Скачать решение задачи 5-28 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 5-31 Составить материальный баланс процесса газификации 1 т кокса, идущей по реакциям:

С + H2O = CO + H2 + 131кДж
CO + H2O = CO2 + H2 + 42кДж

В коксе содержится 3% массовых долей зольных примесей, массовое соотношение пар/кокс составляет 1,5, степень превращения углерода в коксе -0,98, выход монооксида углерода-0,90.

Скачать решение задачи 5-31 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  5-35 Составить материальный баланс производства 1500 кг/ч аммиачной селитры влажностью 3% массовых долей, получаемой нейтрализацией аммиачной воды, содержащей 25% массовых долей аммиака, азотной кислотой, содержащей 58% массовых долей HNO3 при температуре 105 С. Водный раствор аммиачной селитры подают на вакуумный парной аппарат для удаления воды, а плав селитры после выпарки – на грануляцию. Степень превращения по азотной кислоте и аммиаку равна 100%. Потери аммиака в производстве селитры составляют 3% массовых долей.

Скачать решение задачи 5-35 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача  5-37 Составить материальный и тепловой балансы реактора полимеризации стирола. Стирол в количестве 2000 кг/ч подастся в реактор при температуре 50 °С. Реакция полимеризации осуществляется в изотермическом режиме. Температура реакционной массы на выходе равна 145°С. Степень превращения стирола составляет 0,9. Температура охлаждающей воды на входе равна 20°С, а на выходе — 60 °С. Принять теплоемкости компонентов реакционной смеси следующими:

Составить материальный и тепловой балансы реактора полимеризации стирола

Скачать решение задачи 5-37 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 6-2 Рассчитать материальный баланс производства экстракционной фосфорной кислоты из апатитового концентрата, содержащего 39,4 % Р2О5, 52 % СаО и 3 % фтора. Норма серной кислоты 100 % от стехиометрической на СаО. Коэффициент извлечения Р2О5 в продукционной кислоте 32 %. В газовую фазу выделяется 20 % фтора от содержащегося в сырье. Влажность гипса на карусельном фильтре: в первой зоне – 47 %, во второй – 44,2 %, в третьей – 42 %, в четвертой – 40 %. В процессе фильтрации 1 т апатитового концентрата испаряется 29,5 кг воды.

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 6-2

Расчет провести на 1 т апатитового концентрата.

Скачать решение задачи 6-2 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

 

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-21

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-22

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

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

Задача 3.1-25 Жидкофазный процесс описывается последовательной реакцией

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-25

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

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

Задача 3.1-28 Газофазный процесс, описываемый простой необратимой ре-акцией 2A -> 3R + S первого порядка, проводится при температуре 457 °С и давлении 9,8*10^5 Па. Константа скорости равна 1,25*10^-3с-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 3.1-30 Определить объем реактора идеального вытеснения для проведения процесса разложения фосфина. Реакция 2РН3 = 2Р(г) + ЗН2 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 САО = 10 кмоль/м3. На выходе из реактора концентрации CB = 2, СA = 5, CR = 1, CS = 3кмоль/м3 Определить расход реагента В.

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

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

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

Задача 3.1-36. Жидкофазный процесс описывается последовательной реакцией типа

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Задача 3.1-42. 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*1^0-3 •с-1. Исходная концентрация вещества А составляет 1,6 моль/л, заданная степень превращения по веществу А – 0,86. Объём реактора смешения равен 0,3 м3.
Определить, какое количество вещества А можно переработать за сутки.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Задача 3.1-54. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-54

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

Определить производительность реактора и селективность процесса по веществу R

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

Задача 3.1-55. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-55

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

Определить производительность реактора и селективность процесса по веществу S.

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

Задача 3.1-56. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-56

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

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

Задача 3.1-57. Процесс описывается параллельной реакцией типа

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.1-57

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

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

Задача 3.1-59 Процесс описывается параллельной реакцией типа:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче 3.1-66 (Игнатенков, Бесков)

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

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

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

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

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

Задача 3.2-3 Процесс, описываемый параллельной реакцией

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-3

Проводиться в реакторе идеального смешения при изотерическом режиме работы.

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-5

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-7

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

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

Задача 3.2-8 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 3.2-11 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*10^5exp(-5,1*10^3/Т)
Определить объем реактора, необходимый для достижения степени превращения по веществу А равной 0,82

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

Задача 3.2-13 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*10^7 Дж/кмоль, теплоемкость реакционной смеси - 2,2*10^3 Дж/(кг*К), плотность реакционной смеси - 850 кг/м3. Определить производительность реактора по продукту R.

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

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

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

Задача 3.2-16 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 3.2-20 Экзотермическая реакция А -> R + Qp проводится в непрерывном реакторе идеального смешения, работающем в адиабатическом режиме. Тепловой эффект реакции равен 149 кДж/моль. Исходная концентрация вещества А составляет 0,25 молярной доли. Теплоемкость реакционной смеси постоянна и равна 2,2 кДж/(моль*К). Требуемая степень превращения вещества А составляет 0,95.
Определить температуру реакционной смеси на входе в реактор, если зависимость хА = f(T) представлена следующими данными:

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 3.2-20

Отвечает ли полученный результат устойчивому режиму работы реактора идеального смешения?

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

   

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

C6H12 = C6H6 + 3H2
C6H12 = CH3C5H9

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

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

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

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

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

 Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 1-12

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

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

Задача 2.1-1 Аккумуляторную кислоту (концентрация H2SO4 92,5%).нужно разбавить водой до содержания в ней 38% H2SO4. Сколько нужно взять воды для получения 180 кг разбавленной кислоты?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Задача 2.1-15 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•10^5, Qp2=8,8•10^4, Qp3=4,7*10^4. Плотность реакционной смеси 860 кг/м3, её удельная теплоёмкость 2,85*10^3 Дж/(кг•град). Объёмный расход смеси 2,6*10^-2 м3/с.
Определить производительность реактора по продукту R и температуру на выходе реактора, если начальная температура 12 С.

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

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

2А+В=R
R 2B= S
3В=2Т

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

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

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

    С2Н2 +СН2О => С3Н4О + СН2О => С4Н4О2

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 2.1-34

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Задача 2.1-45 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 2-1-47 При проведении двух последовательных реакций первого порядка гидратации ацетилена и дегидратации ацетальдегида из 1 моль ацетилена и 10 моль водяного пара получено 0,4 моль ацетальдегида и 0,025 моль кротонового альдегида. Рассчитать общую и частные степени превращения ацетилена (по обеим реакциям), состав полученной реакционной смеси, интегральную селективность по ацетальдегиду и выход ацетальдегида.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Задача 2.1-59 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 2.1-61 Определить расход сухого воздуха, количество и состав обжигового газа, количество и состав огарка при обжиге 1 т/ч флотационного колчедана, содержащего 38% массовых долей серы. В колчедане выгорает 96% серы. Коэффициент избытка воздуха составляет 1,4 по отношению к стехиометрии

FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 + 8SO3

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Скачать решение задачи 2.1-65 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

Задача 2.1-69 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)

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

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

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

Н2О + СО <=> Н2O + СО2,

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

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

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

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

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

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

Задача 2.2-15 Обратимая реакция A + B <=> 2R протекает при температуре 298 К и характеризуется тепловым эффектом H298 = -30 000 кДж/кмоль и изменением удельной энтропии S298 =-80 кДж/(кмоль-К). Определить, во сколько раз изменится равновесная степень превращения реагентов, если соотношение начальных концентраций реагентов СА0 : Сво изменится от 0,5 до 0,25.

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

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

Рисунок к задаче Игнатенков Бесков 2.2-22

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

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

FеО + СО = Fе + СО2.

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

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

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

C2H5CHOHCH3 = C2H5COCH3 + H2

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

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

Задача 2.2-29 Обратимая реакция A + B = 2R с тепловым эффектом ?Н0 = -30,5 кДж/моль и энтропией S0 = -80 кДж/(кмоль•град.) протекает при температуре 298 К. Определить во сколько раз изменится значение равновесной степени превращения вещества А, если соотношение начальных концентраций реагентов А и В уменьшить от 0,5 до 0,25.

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

Задача 2.2-30 Дегидрирование этилбензола протекает при температуре 860 К и общем давлении 9,81*10^4 Па по реакции С6Н5С2Н5 = С6Н5С2Н3 + Н2. Для сдвига равновесия реакции вправо используют введение в исходную смесь инертного компонента (водяного пара).
Определить, каким должно быть соотношение пар/этилбензол, чтобы равновесная степень превращения увеличилась на 20 % по сравнению со степенью равновесия, рассчитанной для стехиометрической смеси. Константа равновесия равна 5*10^4 Па-1.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Задача 2.3-21 При постоянной температуре протекает параллельная реакция

При постоянной температуре протекает параллельная реакция

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

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

Задача 2.3-23 Для обратимой реакции A <=> R в начальный момент времени парциальное давление реагента А составляет 1,275*10^4 Па, а вещества R - 0. Через 10 мин парциальное давление реагента А стало 5,2*10^3 Па, а вещества R = 7,554*10^3 Па. Рассчитать парциальное давление реагента А через 20 и 40 мин, если отношение k1/k-1 = 3.

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

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

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

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

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

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

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

Задача 2.3-35 Две параллельные реакции

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

характеризуются кинетическими уравнениями

характеризуются кинетическими уравнениями

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Задача 2.5-7 Как изменится наблюдаемая скорость каталитического процесса и степень использования внутренней поверхности сферического катализатора радиусом 8 мм, если температуру изменить с 559 К до 653 К? Реакция первого порядка. Константа скорости, с-1, определяется уравнением k = 4,2*10^6exp(-8200/T). Эффективный коэффициент диффузии равен 0,6 см2/с и не зависит от температуры.

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

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

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

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

Скачать решение задачи 2.5-12 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)

   

Задачи по химической технологии часть 2

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 47

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 48

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 49

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 50

Задача Хим-Тех 51. В производстве концентрированной (98%-ной) азотной кислоты расходуется 0,29 т NH3 на каждую тонну кислоты. Каков выход азотной кислоты (в процентах) по отношению к теоретически возможному?

Скачать решение задачи Хим-Тех 51

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 52

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 53

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 54

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 55

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 56

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 57

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 58

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 59

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 60

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 61

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 62

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 63

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 64

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 65

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 66

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

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

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 67

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 68

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 69

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 70

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 71

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 72

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 73

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 74

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 75

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 76

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 77

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 78

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 79

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 80

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 81

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 82

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 83

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 84

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 85

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 86

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 87

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 88

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 89

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 90

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 91

   

Задачи по химической технологии часть 1

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 1

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 2

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 3

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 4

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 5

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 6

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 7

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 8

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 9

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 10

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 11

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 12

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 13

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 14

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 15

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 16

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 17

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 18

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 19

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 20

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 21

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 22

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 23

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 24

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 25

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 26

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 27

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 28

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 29

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 30

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 31

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 32

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 33

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 34

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 35

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 36

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 37

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 38

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

SO2 + 1/2O2 = SO3 + 94400 кДж.

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 39

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 40

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

SO2 + 1/2O2 = SO3 +Q

(где Q = 101 420-9,26*Tcр кДж/моль).

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 41

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 42

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 43

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 44

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 45

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

Скачать решение задачи Хим-Тех 46

   

Cтраница 6 из 12

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