Задачи по ОХТ


Задачи по ОХТ

Задачи на получение фосфорной кислоты

Задача 6.1 Определить расход башенной (75%-ной) и 93%-ной H2SO4 для разложения апатитового концентрата, содержащего 51,5% СаО, если норма кислоты равна 98% от стехио-метрического количества.
Скачать решение задачи 6.1

Задача 6.2. Определить выход пульпы, количество жидкой фазы в пульпе и количество раствора разбавления при сернокислотной экстракции фосфорной кислоты из 100 кг апатитового концентрата, если массовое отношение Ж/Т пульпы равно 2,5/1, гипсовое число равно 1,6, а количество веществ, выделяющихся в газовую фазу, равно 5 кг и расход серной кислоты (в натуре) составляет 117,9 кг.
Скачать решение задачи 6.2

Задача 6.3. Определить кратность циркуляции пульпы и количество серной кислоты, поступающей в последний и предпоследний экстракторы батарейной системы при сернокислотной экстракции фосфорной кислоты из апатитового концентрата, содержащего 51,5% СаО. Концентрация 5О3 в жидкой фазе последнего экстрактора 2,5% и первого экстрактора 0,5%; отношение в пульпе Ж/Т = 2,5/1, выход продукционной пульпы составляет 560 кг на 100 кг апатитового концентрата.
Скачать решение задачи 6.3

Задача 6.4. Определить количество раствора разбавления и циркулирующей пульпы на 1000 кг разлагаемого апатитового концентрата, содержащего 3% фтора, если расход 93%-ной Н2SO4 равен 978,5 кг; гипсовое число 1,6; отношение в пульпе Ж/Т = 3/1; степень выделения фтора в газовую фазу 20% от количества его в сырье; кратность циркуляции пульпы равна 6 : 1, а количество испарившейся воды в экстракторе составляет 262 кг на 1000 кг апатита.
Скачать решение задачи 6.4

Задача 6.5. Вычислить объем и число экстракторов, если количество получаемой пульпы при экстракции фосфорной кислоты из апатитового концентрата составляет 285,6 т/ч; плотность пульпы р = 1,48 т/м3, а время пребывания пульпы в экстракторах равно 5 ч.
Скачать решение задачи 6.5

Задача 6.6. Определить размеры восьмисекционного железо-Цетонного экстрактора прямоугольного сечения, предназначеннго для получения 32%-ной по P2O5 кислоты, если продолжительность экстракции 5 ч, а на экстракцию поступает 36,7 т/ч апатитового концентрата, 59,8 т/ч 56%-ной H2SO4 и 145,2 т/ч раствора разбавления. Количество циркулирующей пульпы можно не учитывать, так как поступающие материалы находятся в системе заданное время, независимо от того, присутствуют или отсутствуют другие потоки.
Скачать решение задачи 6.6

Задача 6.7. Для получения 25%-ной Н3РО4 (19,7% Р2О5) используют фосфорит, содержащий 27,5% - Р2О5; 43,5% - СаО и 2,5% - F. На разложение подают 92,5%-ную Н2SO4. Определить по реакции разложения 1000 кг фосфорита расход серной кислоты, количество образовавшихся фосфорной кислоты, фосфогипса и фтористого водорода, а также необходимое количество воды (подаваемой с раствором разбавления).
Скачать решение задачи 6.7

Задача 6.8. Составить материальный баланс производства экстракционной фосфорной кислоты из апатитового концентрата на основании следующих исходных данных.
Содержание P2O5 в продукционной кислоте 32%. Концентрация серной кислоты 76%. Апатитовый концентрат содержит 39,4% Р8О8, 52% СаО и 3% фтора. Норма серной кислоты 100% от сте-хиотиетрической на СаО. Коэффициент извлечения Р2О5 при экстракции 98%, коэффициент отмывки P2O5 при фильтрации 98%. В газовую фазу выделяется 20% фтора от содержащегося в сырье. Кратность циркуляции пульпы равна 5,8 : 1; в пульпе, поступающей на фильтрацию, отношение Ж/Т = 3/1. Влажность гипса на карусельном фильтре: в первой зоне 47%, во второй 44,2%, в третьей 42% и в четвертой - 40%. В процессе фильтрации испаряется на 1 т апатита 29,5 кг воды (по практическим данным). Расчет ведем на 1 т апатитового концентрата.
Скачать решение задачи 6.8

Задача 6.9. Составить материальный баланс по воде отделения экстракции фосфорной кислоты (32% P2O5) (в расчете на 1000кг апатитового концентрата, содержащего 52% СаО и с влажностью 1 %). Для получения H3PO4 применяют93%-ную H2SO4. Количество просасываемого воздуха через аппаратуру составляет 12500 м3/ч (в расчете на сухой). Воздух поступает с температурой 20 °С и относительной влажностью 70%; уходящие газы имеют температуру 40 °С и относительную влажность 72,7%. На промывку фос-фогипса поступает 1830 кг Н2О; в отмытом фосфогипсе содержится 40% НаО с концентрацией 0,7% P2O5. При вакуум-охлаждении испаряется 162 кг Н2О (значения других параметров см. в задаче 6.8).
Скачать решение задачи 6.9

Задача 6.10 Составить часовой тепловой баланс процесса экстракции фосфорной кислоты (32% P2O5) для цеха производительностью 110 тыс. т в год в пересчете на P2O5.
Часовой расход составляет: апатитового концентрата 36,7 т; 100%-ной Н2SO4 33,5 т; циркулирующей пульпы на входе в вакуум-испаритель 1412 т, а на выходе из него 1406т; раствора разбавления 145,2 т. На фильтрование отводится 235 т/ч пульпы. В экстрактор поступает разбавленная до 56% серная кислота, охлажденная до 40°. Раствор разбавления содержит 29,2% Р2О5, а жидкая фаза циркулирующей пульпы 32% Р2О5. В экстрактор подается 5000 м3/ч воздуха для отсоса выделяющихся газов. Теплопотери в окружающую среду составляют по практическим данным ~1,8% от других статей расхода. Часовой расход материалов и некоторые другие величины см. выше.
Скачать решение задачи 6.10

Задача 6.11. Составить материальный баланс фильтрации экстракционной пульпы, полученной из 93%-ной H2SO4 и апатитового концентрата, содержащего 39,4% Р2О5, 52% СаО и 3% фтора. Исходные данные: концентрация продукционной фосфорной кислоты 32% Р2О5; коэффициент разложения апатита 98%; коэффициент отмывки фосфогипса 98%; содержание жидкой фазы (влажность) в отбросном промытом фосфогипсе 40%; в пульпе отношение Ж/Т = 3/1; степень выделения фтора в газовую фазу 20% от содержания его в сырье.
В процессе экстракции испаряется 262 кг Н2О на 1 т апатита. Фильтрация осуществляется на карусельном вакуум-фильтре с четырьмя зонами фильтрации: одна основная и три промывные. Влажность отмытого гипса по зонам: после первой (основной) фильтрации 52%, после второй (т. е. первой промывки) - 50%, после третьей (т. е. второй промывки) - 45%. Расчет составляем на 1000 кг апатитового концентрата по основным стадиям процесса.
Скачать решение задачи 6.11

Задача 6.12. Определить фильтровальную поверхность карусельного вакуум-фильтра, необходимую для отделения фосфорной кислоты от фосфогипса и его промывки при производстве экстракционной фосфорной кислоты из апатитового концентрата в цехе мощностью 110 тыс. т. Р2О5 в год.
Исходные данные: производительность цеха по первому (основному) фильтрату составляет 43,4 т/ч продукционной (32% Р2О5) и 69,3 т/ч оборотной кислоты, плотность первого фильтрата 1260 кг/м8; по второму фильтрату - 75,7 т/ч, плотность 1210 кг/м3; по третьему фильтрату - 70,8 т/ч, плотность 1060 кг/м3; по четвертому фильтрату - 60 т/ч, плотность 1020 кг/м3.
Карусельный фильтр имеет 24 лотка, установленные на каретках с колесами, движущимися по круговым рельсам. На лотки поступает суспензия. После окончания стадий фильтрования и промывки фосфогипса лоток автоматически опрокидывается и сбрасывает лепешку фосфогипса в бункер. Затем фильтровальную ткань (лавсан) промывают водой. Корпус фильтра изготавливается из стали Х18Н12М2Т (ЭИ-448). Общая фильтровальная поверхность состоит из зон: основной фильтрации, первой, второй и третьей промывок, подсушки фосфогипса и промывки ткани.
Скачать решение задачи 6.12

Задача 6.13. Определить расход воды, необходимой для конденсации водяных паров из воздуха, отсасываемого с карусельного фильтра с поверхностью 80 м2, цеха экстракционной фосфорной кислоты. Найти размеры барометрического конденсатора, работающего при следующих условиях: количество воздуха, отсасываемого при фильтрации и промывке фосфогипса, при разрежении 46,66*10^3 Па (350 мм рт. ст.) по практическим данным 0,94 м3 (н. у.) в 1 мин с 1 ма фильтровальной поверхности; температура паро-воздушной  смеси  до  конденсатора 50 °С; степень насыщения воздуха водяными парами до и после конденсатора принимаем 100%; давление паро-воздушной смеси перед вакуум-насосом, т. е. после конденсатора - 48*10^3 Па (360 мм рт. ст.).
Скачать решение задачи 6.13

Задача 6.14. Рассчитать объем газа, отсасываемого из вакуум-испарителя цеха экстракционной фосфорной кислоты производительностью 36,5 т/ч апатитового концентрата, если пульпа испарителя охлаждается от 69 до 65,4 °С; в вакуум-испаритель поступает 1412 т/ч пульпы, испаряется в нем воды 6030 кг/ч и выделяется 33,1 кг/ч фтора в газовую фазу.
Скачать решение задачи 6.14

Задача 6.15. Определить размеры промывной башни-абсорбера распиливающего типа для очистки от соединений фтора паро-воздушной смеси, отходящей из вакуум-испарителя цеха экстракционной фосфорной кислоты. Количество фтора в газе в пересчете на H2SiF6 равно 33,1 кг/ч. Абсорбер орошается циркулирующим раствором 2%-ной Н251р6, распыливаемым механическими форсунками при плотности орошения 8 м3/(м2-ч) Температура в абсорбере поддерживается такой же, как и в вакуум-испарителе. В соответствии с этим, объем газа на входе в промывную башню и выходе из нее практически не изменяется и составляет 51 592 м3/ч (см. выше).
Скачать решение задачи 6.15

Задача  6.16 Предельно допустимая концентрация фтора на уровне земли не должна превышать 0,02 мг/м3.  Рассчитать содержание фтора в приземной атмосфере (Смакс),  если количество выбрасываемого газа 17 050 м3/ч, концентрация фтора в газе 0,035 г/м3
Скачать решение задачи 6.16

Задача 6.17 Определить потери фтора с газами, выходящими из экстракционного отделения производства фосфорной кислоты концентрации 32% Р2О5, при следующих условиях:
апатитовый концентрат содержит 3,0% фтора; в получаемой продукционной кислоте находится 2,0% фтора; в фосфогипсе 0,188% (в расчете на фосфогипс с 40% влаги).
По практическим данным можно принять, что из общего коли-ства фтористых соединений, выделяющихся в газовую фазу, 70-75% образуется в вакуум-испарителе, 8-10% при фильтровании пульпы и промывке фосфогипса, а остальные 18-20% - в экстракторе, сборниках фильтратов, напорных баках, распределительных коробках и других аппаратах. Фтористые соединения, выделяющиеся в экстракторе и в вакуум-испарителе, на 95% улавливаются в промывной башне, установленной после вакуум-испарителя, а на 3% - в барометрическом конденсаторе. Остальное ко-Кичество поступает с газами после вакуум-насоса на санитарную чистку в абсорбционные башни, куда направляются также газы, выделяющиеся в других аппаратах - вакуум-фильтре и проч. Степень поглощения фтора в абсорбционных башнях составляет 96,5%. Расчет ведут на 1000 кг апатитового концентрата.
Скачать решение задачи 6.17

Задача 6.18. Используя данные предыдущей задачи, определить содержание фтора в газе до и после очистки, а также концентрацию его в приземной атмосфере (высота выхлопной трубы 35 м и диаметр устья ее - 0,8 м) при переработке в 1 ч 36,5 т апатитового концентрата, если вакуум-насосами отсасывается в час сухих газов, в основном воздуха и фтористых соединений: из экстрактора 5000 м3; от карусельного фильтра - 4500 м3; из вакуум-испарителя - 50 м3; из сборников фильтратов, распр„ делительных коробок и других емкостей - 3000 м3; температура газа 50 °С и степень насыщения его водяным паром (относительная влажность) на входе 90%, на выходе - 100%.
Скачать решение задачи 6.18

Задача 6.19 Экстракционную фосфорную кислоту в количестве 1182,5 кг (полученную из 1000кг  апатита), содержащ> 32% P2O5 и 2% фтора, упаривают в вакуум-выпарной установ до концентрации 54%  Р2О5. В конечном продукте содержит, 0,4% фтора. Выделившиеся при упаривании кислоты фторис соединения поглощаются на 95%  в абсорбере распиливающего типа. Определить количество образующейся продукционной 16%-ной кремнефтористоводородной кислоты и  количество фтора паро-газовой фазе на выходе из абсорбера, если производительность системы составляет 36,5 т/ч апатитового концентрата объем подсасываемого  воздуха равен 100  м3/ч  (при  0 °С 1,013*10^5 Па).
Расчет ведем относительно 1000 кг апатитового концентрата
Скачать решение задачи 6.19

Задача 6.20. Составить материальный баланс фтора при производстве экстракционной кислоты (32% Р2О5) и ее упаривания до концентрации 54% Р2О5, используя данные, приведенные предыдущих задачах.
Скачать решение задачи 6.20

Задача 6.21. Рассчитать узел абсорбции фтористых газа выделяющихся при производстве экстракционной кислоты (48% - P2O5) полугидратным методом по схеме с предварительным см-шением концентрированной серной кислоты (92,5% Н2SO4)со оборотной кислотой - вторым фильтратом и частью продукционна кислоты. Производительность цеха 30 т/ч апатитового концентрата. На 1000 кг апатитового концентрата выделяется в смесителе 18,6 фтора; 20,7 кг водяных паров и просасывается 46 кг воздуха; щ экстракции - 1,55 кг фтора; 257,5 кг водяных паров и просас вается 995,3 кг воздуха. Газы, выделяющиеся в смесителе, поступают для поглощен» фтористых соединений в абсорбер барботажного типа с провг ни решетками. Степень абсорбции фтористых соединений в абсорбере составляет 99,2%. Газы, выходящие из барботажного сорбера, вместе с газами, отходящими от экстрактора, промываются в трех последовательно соединенных абсорбционных камерах
Скачать решение задачи 6.21

Задача 6.22. Разложение апатитового концентрата с образованием монокальцийфосфата в производстве фосфорной кислот полугидратным методом проводят в две стадии. Вначале апатит разлагают на 70% оборотной (32%-ной по Р2О5) кислотой в прс экстракторе-смесителе, а затем доразлагают его в экстракторе форнокислотной пульпой полугидрата сульфата кальция, пс пающей из вакуум-испарителя. Определить  количество  испаряющейся  воды  в  предэкстракторе-смесителе и количество просасываемого воздуха, если ход апатитового концентрата, содержащего 3,1% F,  состав 30 000 кг/ч; норма Н3РО4 на разложение апатита в первой стадии 1,6 по отношению к стех неметрическому в расчете на образование монокальцийфосфата; степень выделения фтора - 60%; плотность пульпы в смесителе 1750 - 1900 кг/м3; температуры поступающих апатитового концентрата 15 °С и оборотной кислоты 195 °С; температура пульпы в смесителе 115°.
Скачать решение задачи 6.22

Задача 6.23. Определить теоретический расход воздуха (при а = 1), необходимого для сжигания 1000 кг жидкого фосфора, содержащего 0,5% примесей. Содержанием влаги в воздухе можно пренебречь.
Скачать решение задачи 6.23

Задача 6.24.  Вычислить часовое количество воды, необходимое для образования и разбавления фосфорной кислоты в башне сжигания, если количество сжигаемого жидкого фосфора составляет 2500 кг/ч, содержание в фосфоре примесей 0,5%, а в башне сжигания улавливается 50% от общего количества фосфорного I ангидрида и концентрация получаемой кислоты 75% Н3РО4.
Скачать решение задачи 6.24

Задача 6.25. Определить количество водяных паров, уносимых с газом из камеры сжигания фосфора, и состав отходящего газа, если расход воздуха на сжигание 1 т фосфора составляет по практическим данным 8055 м3 (при н. у.), а содержание водяных паров в отходящем газе равно 0,18 кг/кг (в расчете на 1 кг сухих компонентов отходящего газа за вычетом Р2О5). Для сжигания применяется предварительно осушенный воздух. Расчет ведем на 1000 кг фосфора, содержащего 0,5% примесей.
Скачать решение задачи 6.25

Задача 6.26. Составить материальный баланс производст.1 фосфорной кислоты в расчете на 1000 кг сжигаемого фосфора пр следующих исходных данных:
- фосфор, поступающий на сжигание, содержит 0,5% примеси.
- степень поглощения фосфорного ангидрида в башне сжигани 50%, в башне гидратации 44,5%, и в электрофильтре 5,5% от общего его количества;
- концентрация образующейся фосфорной кислоты в башне сжигания 75%, в башне гидратации  65% иа электрофильтр 75% Н3РО4; выпускаемая продукционная кислота содержит 75% Н8РО4;
- расход воздуха на сжигание 1000 кг фосфора, по практическим данным (см. выше), составляет 10370,8 кг (8055 м3 при н. у.) Содержанием влаги в поступающем- воздухе можно пренебречь;
влагосодержание газов, выходящих из башни сжигания 0,18; из башни охлаждения (гидратации) 0,116 и на выходе из электрофильтра 0,11 кг/кг (в расчете на 1 кг сухих компонентов в отходящем газе за вычетом Р2О6). Некоторое округление в расчетах может привести к незначительным расхождениям с предыдущими результатами, что несущественно. Схема материальных потоков для всей системы

материальный баланс производст.1 фосфорной кислоты

Скачать решение задачи 6.26

Задача 6.27 Используя данные сводного материального баланса производства фосфорной кислоты (стр. 300), составить материальный баланс отдельных стадий его (сжигание, гидратация и улавливание тумана в электрофильтре) в расчете на 1 т сжигаемого фосфора

данные сводного материального баланса производства фосфорной кислоты

Скачать решение задачи 6.27

Задача 6.28. Определить температуру, развиваемую при горении фосфора, и количество теплоты, которое необходимо отвести для охлаждения до 60 С продуктов сжигания 1000 кг фосфора, если коэффициент избытка воздуха 1,95; воздух подается на сжигание при 15 С, а фосфор при 60 °С Содержанием примесей в фосфоре можно пренебречь.
Скачать решение задачи 6.28

Задача 6.29. Составить тепловой баланс башни для сжи-1-ния фосфора и вычислить часовое количество оборотной (циркулирующей) 75%-ной Н3РО4, используемой для охлаждения, если производительность башни 3000 кг/ч фосфора.
Температуры поступающих  и отходящих материалов, в С: фосфора - 60; кислоты, поступающей  на башни  гидратации 40; оборотной кислоты (на входе в башню) - 60; кислоты, вытекающей из башни -80; отходящих газов 150; поступающего воздуха 15; 10% от общего количества воздуха подогрето до 60. При решении использовать данные материального баланса, приведенного на стр. 303.

данные материального баланса, приведенного на стр. 303

Скачать решение задачи 6.29

Задача 6.30. Используя данные материального баланса башни гидратации предыдущей задачи, составить ее часовой тепловой баланс и вычислить количество циркулирующей в ней (оборотной) 65%-ной Н3РО4 при сжигании 3000 кг/ч фосфора, если температура газа, поступающего в башню, 150 °С; отходящего газа 55 °С; поступающей кислоты 40 °С, а выходящей кислоты 70 °С,
Скачать решение задачи 6.30

 

Задачи на получение азотистой кислоты

Задача 5.1. Определить количество аммиака и воздуха, необходимые для производства 1000 кг HNO3, а также состав газа после окисления аммиака и температуру, до которой необходимо нагревать аммиачно-воздушную смесь для того, чтобы процесс окисления аммиака протекал автотермично. Исходные данные для расчета: степень превращения аммиака в окись азота К1 = 0,97; степень абсорбции K2 = 0,92; концентрация аммиака в аммиачно-воздушной смеси K3 = 11,5% (об.); теплопотери в окружающую среду K4 = 0,04 от прихода теплоты; температура контакта tК = 800 °С и температура нитрозных газов, поступающих в котел-утилизатор, tF = 800 °С.
Скачать решение задачи 5.1

Задача 5.3. Рассчитать диаметр сетки платинородиевого катализатора для контактного аппарата, обеспечивающего получение 70 т/сут НNО3. Степень превращения NH3 в NO составляет 0,97, степень абсорбции 0,99. Окисление аммиака происходит при 1-10^6 Па (1 атм). Напряженность катализатора принять равной 600 кг/(м2*сут). Содержание аммиака в смеси 11% (об.).
Скачать решение задачи 5.2

Задача 5.4. Определить основные размеры контактного аппарата для окисления аммиака под давлением 7,5*10^5Па (7,5 атм) производительностью по НNO3 2,5 т/ч. Степень превращения в N0 0,96; степень абсорбции 0,99. Содержание аммиака в газе, поступающем на окисление, 11 % (об.). Катализатор - платино-родиевый в виде сетки: d = 0,009 см и n = 1024. Температура процесса 900 °С.
Скачать решение задачи 5.3

Задача 5.5. Определить количество пара, которое можно получить на 1000 кг НЫО3 при охлаждении нитрозных газов, выходящих из контактного аппарата, в котле-утилизаторе.
Параметры получаемого пара: t = 450 °С, Р = 40*10^5 Па (40 атм). Состав газа, поступающего в котел-утилизатор на 1000 кг HNO3:
            м3     % об
NO    329    10,85
O2    105,5    3,8
N2    1981    64,95
H2O  3,8      20,4
Температура газа на входе в котел-утилизатор 800 °С, на выходе из него 250 °С. Теплопотери составляют 5% от количества поступающей теплоты.
Скачать решение задачи 5.5

Задача 5.6. Определить время, необходимое для окисления наполовину окиси азота при 30 С и 3,6*10^5 Па (3,6 атм), если в газе содержится 8% NO и 6% (об.) O2.
Скачать решение задачи 5.6

Задача 5.7 Нитрозный газ, содержащий 9% NO, 6% (об.) О2 и азот, должен быть окислен перед дальнейшей переработкой на 90%. Какой необходим окислительный объем, если часовое количество нитрозного газа при 30 °С и 1*10^5 Па (1 атм) составляет 20 000 м3.
Скачать решение задачи 5.7

Задача 5.8 Для условий предыдущей задачи, насколько окислится газ в газоходе, если диаметр его 1 м, а длина 25 м. Нагревом газа за счет теплоты реакции окисления пренебречь.
Скачать решение задачи 5.8

Задача 5.9. Нитрозный газ, содержащий 7% NO, 5% (об.) О2 и азот, окисляется на 30%. Определить состав газа после окисления.
Скачать решение задачи 5.9

Задача 5.10. Газовая смесь состоит из окиси азота и кислорода. Найти концентрацию кислорода, при которой содержащаяся в смеси окись азота окисляется с максимальной скоростью. Температура газов, при которой протекает окисление, менее 150 С.
Скачать решение задачи 5.10

Задача 5.11. Решить задачу, аналогичную предыдущей, но для случая, когда в газовой смеси, помимо окиси азота и кислорода, содержатся и другие компоненты, не принимающие участия в химической реакции окисления окиси азота. Определить, при каком отношении b : x скорость окисления максимальна.
Скачать решение задачи 5.11

Задача 5.12. Содержащий окись азота газ смешивают с воздухом. Определить, при каком содержании кислорода в полученной смеси скорость окисления азота максимальна и какой объем добавляемого к газу воздуха обеспечивает это количество кислорода в смеси.
Примем обозначения: x - число объемов воздуха, добавляемого к 1 объему исходного газа;
a - объемная доля окиси азота в исходном газе; b - объем кислорода, вводимого с воздухом на 1 объем исходного газа; c - объемная доля прочих (инертных) компонентов в исходном газе; n - объем азота, вводимого в смесь с воздухом.
Скачать решение задачи 5.12

Задача 5.13 Рассчитать степень полимеризации NO2 при 45 С и давлении NO2 и N2O4 [в пересчете на NO2 (т. е. РNO2 + 4- 2РN2O4), равном 0,5*10^5 Па (0,5 атм). Общее давление 1*10^5 Па (1 атм). Кроме окислов азота, в газе содержится азот.
Скачать решение задачи 5.13

Задача 5.14 Определить равновесный состав газа, содержащего 50% NO и 50% (об.) NO2, при 25 С и 1*10^5 Па (1 атм). Константы равновесия:
Kp = P2(NO2)/P(N2O2)=0,145 Kp = P(NO)*P(NO2)/P(N2O2)=1,4
Скачать решение задачи 5.14

Задача 5.15 Определить равновесную концентрацию азотистой кислоты в 6%-ном растворе HNO3 при 25 °С и парциальном давлении окиси азота над раствором РNO = 0,4 атм.
Скачать решение задачи 5.15

Задача 5.16. На абсорбцию поступает нитрозный газ, содержащий 2% NO; 4,7% NO2 и 1,8% (об.) N2O4. Абсорбцию ведут 50%-ной HNO3 при 25 °С и 1*10^5 Па (1 атм). Найти степень поглощения окислов азота, степень превращения их в азотную кислоту и состав газа после абсорбции, если будет достигнуто равновесие. Окисление NO кислородом в расчете не учитывать.
Скачать решение задачи 5.16

Задача 5.17. Определить значения РNO2 и РNO+NO2. Для построения линии, характеризующей равновесие при t = 35 °С над 40%-ной HNO3.
Скачать решение задачи 5.17

Задача 5.18. Определить по номограмме, равновесный состав газа при общем парциальном давлении окислов азота 0,25*10^5 Па (0,25 атм) над 50%-ной HNO3 при 30 °С.
Скачать решение задачи 5.18

Задача 5.20. Сколько следует добавить воздуха к нитрозному газу, поступающему на абсорбцию для того, чтобы содержание кислорода в выхлопном газе, обеспечивающее высокую скорость окисления N0, а следовательно, и переработку окислов азота в азотную кислоту, было 5% (об.). Нитрозный газ после окисления аммиака содержит, кмоль:
NO - 17,65
O2 - 6,9
Н2O - 33,6
N2 - 111,95
Всего - 170,1
Состав воздуха: 79,1% N2 и 20,9% (об.) О2. Принять степень окисления окислов азота в выхлопном газе равной нулю, степень кислотной абсорбции 90%, температуру выхлопных газов 30 °С.
Скачать решение задачи 5.20

Задача 5.21. Рассчитать состав нитрозного газа, поступающего в холодильник-конденсатор агрегата получения азотной кислоты, работающего под давлением 7,3*10^5 Па (7,3 атм)
Исходные данные
производительность агрегата  14,9 т/ч HNO3;
расход аммиачно-воздушной смеси (АВС) 48000 м3/ч;
содержание NH3 в аммиачно-воздушной смеси 10,3% (об.);
степень превращения аммиака 0,94;
степень окисления окислов азота перед окислителем  0,57;
степень окисления окислов азота после окислителя 0,84.
Скачать решение задачи 5.21

Задача 5.22. Составить для условий предыдущей задачи материальный и тепловой балансы холодильника-конденсатора нитрозного газа агрегата по получению азотной кислоты, работающего под давлением 7,39*10^5 Па (7,3 атм). Расчет производится на  1000 кг HNO3.
При расчете принять:
степень превращения окислов азота 0,98;
температура нитрозного газа на входе в холодильник-конденсатор 160 °С;
температура нитрозного газа на выходе из холодильника-конденсатора 40 °С.
Состав поступающего газа в холодильник-конденсатор:
                м3          кг        кмоль      %об.
NO       49,62     66,45    2,215       1,55
NO2   262,28    538,6     11,71       8,21
O2       63,02     90,02      2,81        1,97
N2      2294,9   2868,6  102,45      71,8
H2O    522,77   420,08   23,33     16,36        
Всего 3192,59 3983,75 142,52    100
Степень конденсации водяных паров принимаем 90%.
Скачать решение задачи 5.22

Задача 5.23. Для условий предыдущей задачи, рассчитать количество воды, необходимое для орошения ейсорйщюнтюй колонны, а также выполнить расчет трех первых по ходу газа тарелок
Скачать решение задачи 5.23

Задача 5.25. Произвести материальный расчет двух первых по ходу газа тарелок абсорбционной колонны для переработки окислов азота в азотную кислоту при пенном режиме и тепловой расчет первой тарелки. В расчетах учесть окисление N0 в жидкой фазе.
Исходные данные Состав нитрозного газа перед абсорбционной колонной, % (об.): NO2 - 7,66; N2 - 82,2; NO - 0,64; Н2O - 3,15; O2 - 6,35
Давление газа на входе в колонну 1,3 атм,
Степень окисления окислов азота в азотную кислоту в колонне 0,92.
Концентрация продукционной кислоты  50% HNO3,
Окислы азота перерабатываются в изотермических условиях при 30 °С,
Теплота отводится холодной водой через стенку холодильных элементов, расположенных в слое пены на тарелке.
Материальный и тепловой расчеты ведем на 1000 кг моногидрата азотной кислоты.
Скачать решение задачи 5.25

   

Получение водорода и аммиака

Задача 3.1. Определить равновесный состав конвертированного газа (предназначенного для синтеза аммиака), получаемого при конверсии метана смесью водяного пара и воздуха, обогащенного кислородом [40% О2 и 60% (об.) N2]. Соотношение между объемами компонентов СН4 : Н2О : О2 : N2 в исходной газовой смеси принять равным 1 : 1 : 0,6 : 0,9. Температура конверсии 1100 К, общее давление 1*10^5 Па (1 атм).
Скачать решение задачи 3.1

Задача 3.2. Найти равновесный состав газа, образующегося при конверсии метана, используемый для синтеза метанола Метан окисляют водяным паром, двуокисью углерода и кислородом. Соотношение между объемами компонентов CH4 : H2O : СО2 : O2 в исходной газовой смеси принять равным 1 : 0,7 : 0,3 : 0,6. Температура конверсии 1200 К, давление в конверторе 1*10^5 Па (1 атм).
Скачать решение задачи 3.2

Задача 3.3. Составить материальный и тепловой балансы трубчатой печи для конверсии природного газа. Состав природного газа, % (об.): СH4 - 97,8; С2Н6 - 0,5; С3Н8 - 0,2; С4Н10 - 0,1; Н2 - 1,4 Отношение объемов пар/газ в исходной смеси 2,5. Принять: степень конверсии газа по углероду 67%; гомологи метана разлагаются нацело; соотношение между СО и СО2 в конвертированном газе соответствует равновесию реакции (3.4) при температуре газа у выхода из печи; температура паро-газовой смеси на входе в печь 380 °С, на выходе из нее 700 °С; температуре дымовых газов на выходе 800 °С. Теплопотери в окружающую среду принять равными 4% от прихода теплоты. Давление в конверторе 10^5 Па (1 атм). Расчет ведем на 100 м3 природного газа (при нормальных условиях).
Скачать решение задачи 3.3

Задача 3.4. Составить материальный и тепловой балансы конвертора второй ступени и определить необходимый объем катализатора для конверсии 100 м3 сухого газа. В качестве окислителей используется водяной пар и кислород воздуха. Отношение (СО + Н2) : N2 в конвертированном газе должно быть 3,2. Состав газа, поступающего на конверсию из трубчатой печи, принять по данным предыдущего Скачать решение задачи Задачаа. Температура газа после трубчатой печи 690 °С; воздуха, поступающего на окисление, 18 °С; газа на выходе из конвертора 850 Содержание метана в сухом конвертированном газе 0,3% (об.). Соотношение между объемами СО и СОа в конвертированном газе принять равным равновесному по реакции (111.4) при 850 °С. Объемная скорость в конверторе 1100 ч-1; коэффициент запаса при определении объема катализатора принять равным 1,2. Расчет проводим на 100 м3 сухого газа, поступающего с первой ступени конверсии, т. е. из трубчатой печи. Для определения расхода воздуха и водяного пара на окисление, а также состава конечного газа, составляем материальный баланс конвертора.
Скачать решение задачи 3.4

Задача 3.5. Составить материальный и тепловой балансы паро-кислородной конверсии природного газа. Состав исходного газа, % (об.): СH4 - 98; С2Н6 - 0,04; С3Н8 - 0,03; С4Н10 - 0,15; N2 - 1,42
Степень конверсии углеводородов в пересчете на метан 95%. На входе в конвертор отношение пар/газ равно 1,1. Состав технического кислорода 95% O2 и 5% (об.) N2 + Ar; температура паро-газовой смеси на входе в конвертор 550 °С, на выходе 750 °С. Температура кислорода 50 °С. При определении состава конвертированного газа принять, что соотношение между СО и СО2 в нем соответствует равновесию реакции конверсии СО водяным паром. Расчет проводим на  100 м3 исходного сухого газа.
Скачать решение задачи 3.5

Задача 3.6. На конверсию поступает газ, содержащий % (об.): СО - 36; H2 - 35,6; СО2 - 5,5; N2 - 23 Определить равновесную степень конверсии при 550 °С, 1*10^5 Па (1 атм) и состав конвертированного газа. В исходном состоянии отношение объемов пар/газ n = 1.
Скачать решение задачи 3.6

Задача 3.7 При 500 °С конвертируют газ, содержащий % (об.): СО - 37; H2 - 35; СО2 - 6; N2 - 22. Сколько водяного пара необходимо израсходовать на 100 м3 исходного газа для обеспечения степени конверсии, равной 0,91. Рассчитать состав сухого конвертированного газа.
Скачать решение задачи 3.7

Задача 3.8 На конверсию направляют газ, содержащий, % (об.): СО - 37; H2 - 39; СО2 - 4,2; N2 - 22,8. Перед конвертором к газу добавляют водяной пар в соотношении 1 : 1 (по объему). Температура паро-газовой смеси перед слоем катализатора 420 С Степень конверсии 0,8. На сколько повысится температура газа, если процесс протекает адиабатически?
Скачать решение задачи 3.8

Задача 3.9 Определить необходимый объем и производительность железохромового катализатора в 1 ч для конверсии 10000 м3 сухого полуводяного газа, содержащего 35% (об.) СО, если объемная скорость составляет 350 м3 сухого газа на 1 м3 катализатора в 1 ч; температура конверсии 430 С, давление 1*10:5 Па (1 атм), степень конверсии 0,8; отношение объемов пар/газ n = 1 и доля свободного объема катализатора 0,47.
Скачать решение задачи 3.9

Задача 3.10. Рассчитать необходимое число контактных аппаратов для двухступенчатой конверсии СО под давлением 12*10^6 Па (12 атм) и определить их основные технологические параметры. Производительность завода 1360 т аммиака в сутки. Состав газа после конверсии метана, т. е. газа, поступающего на конверсию окиси углерода, следующий (на 1000 м3 исходного природного газа):
              кмоль         м3       % об
H2         133,5        2545     27,25
CO           40            896        9,6
N2          48,9          1095    11,73
CO2        4,7            106       1,13
Ar             0,6             14        0,14
CH4         1,0             23        0,24
H2O        208               -        49,91            
Всего....416,7        4678      100.0
Температура паро-газовой смеси (при отношении пар/газ n = 1), поступающей после парогазосмесителя в первую ступень конвертора окиси углерода, 450 С. В первую ступень конвертора загружают высокотемпературный катализатор. Температура в зоне реакции 450 - 525 C, Степень достижения равновесных условий 0,95, После первой ступени газ охлаждается до 450 °С за счет впрыскивания в него конденсата. Во вторую ступень конвертора загружают низкотемпературный катализатор и реакция протекает при 450 - 480 °С, Степень достижения равновесных условий 0,9.
Скачать решение задачи 3.10

Задача 3.11. На очистку подают 35000 м3/ч газа, содержащего 0,3% (об.) H2S. Очистку проводят мышьяково-содовым раствором, содержащим 10 г/дм3 As2O3. Избыток орошения равен 50%, степень очистки 0,97%. Определить: количество орошения на скруббер; количество образовавшейся серы и тиосульфата натрия, если 80% уловленной серы переходит в элементарную серу, а 20% в тиосульфат.
Скачать решение задачи 3.11

Задача 3.12. Определить необходимое число полок в пенном абсорбере и основные размеры его для очистки коксового газа от сероводорода мышьяково-содовым раствором.
Исходные данные: количество коксового газа,  подлежащего очистке, 10 000 м3/ч (при н. у.); содержание сероводорода в газе на входе 20 г/м3; содержание сероводорода в газе на выходе - вариант 1 (грубая очистка) - 2 г/м3; вариант 2 (тонкая очистка) - 0,02 г/м3; температура газа - на входе 30-45 °С на выходе 35-40 °С; газ поступает на очистку насыщенными парами воды; концентрация активных соединений мышьяка в растворе (в пересчете на As2О3) составляет 16 г/дм3; температура раствора 35-40 °С
Скачать решение задачи 3.12

Задача 3.13.  На очистку поступает конвертированный газ следующего состава, % (об.):
H2 - 50; N2 - 16; CO2 - 28; CO - 3; H2O - 3. От двуокиси углерода газ очищают водой при 25 С и давлении 30-10е Па (30 атм). После очистки во влажном газе должно содержаться не более 1,5% (об.) СО2. Степень насыщения воды газами принять 70% от теоретически возможной. Условно считать поступающую на очистку воду свободной от растворенных в ней газов. Определить необходимое количество воды на 100 м3 газа и состав газа после очистки.
Скачать решение задачи 3.13

Задача 3.14. На очистку конвертированного газа, содержащего 4% (об.) СО, поступает медно-аммиачный раствор следующего состава, г/дм3: медь общая - 125; медь двухвалентная - 25; аммиак - 124; муравьиная кислота - 165 Температура раствора 0 С, давление 120*10^9 Па (120 атм). Определить количество оборотного раствора на 1000 м3 газа (при н. у.), если степень использования раствора составляет 70%.
Скачать решение задачи 3.14

Задача 4.1. Сколько выделится теплоты при синтезе аммиака (на 1000 кг продукта) и насколько повысилась бы температура газа на выходе из слоя катализатора, если бы процесс был адиабатическим? Синтез проводят при 300*10^5 Па (300 атм), температура газа на входе 450 'С, содержание аммиака в поступающей газовой смеси 4% (об.), в выходящей - 16% (об.). Потерями синтез-газа на продувку и за счет растворения в жидком аммиаке, а также теплопотерями можно пренебречь.
Скачать решение задачи 4.1

Задача 4.2 Найти необходимый объем катализатора для обеспечения производительности колонны синтеза 50 т аммиака в 1 ч. Содержание аммиака в поступающем в колонну газе 2,5% (об.). Синтез ведут под давлением 300*10^5 Па (300 атм) при 475 С. Объемная скорость газа W1 = 20000 ч-1.
Скачать решение задачи 4.2

Задача 4.3. В цикле синтеза аммиака содержание инертных газов составляет 2% (об.). Синтез ведут при 500 С и 600*10^5 Па (600 атм). Объемная скорость 45 000 ч-1. Определить, насколько уменьшится концентрация аммиака в газе после колонны синтеза, если продувку вести так, чтобы содержание инертных газов в цикле повысилось до 8% (об.).
Скачать решение задачи 4.3

Задача 4.4. Расход свежей АВС, содержащей 0,2% (об.) СН4, составляет 2800 м3 на 1 т NH3. Содержание метана в циркулирующем газе поддерживается не выше 3% (об.). Температура конденсации аммиака 20 °С, общее давление при конденсации МН3 300^106 Па (300 атм). Определить количество продувочных газов.
Скачать решение задачи 4.4

Задача 4.5. Производительность колонны синтеза аммиака 60 т/ч. Производительность катализатора 1400 кг/(м3*ч). Объемная скорость газа на входе в колонну 20 000 ч-1. Содержание аммиака в газе до колонны синтеза составляет 3% (об.), после колонны 15% (об.). Давление в водяном конденсаторе 295*10^5 Па (295 атм). Определить производительность конденсатора по жидкому аммиаку.
Скачать решение задачи 4.5

Задача 4.6. Составить материальный баланс цикла синтеза аммиака, технологическая схема которого изображена на рис. Синтез ведут под давлением 304*10^5 Па (300 атм) при 500 С. Состав свежего газа: Н2 - 74,85%; N2 - 24,95%; инертных газов - 0,2% (об.). Содержание инертных газов в продувочном газе не более 3,0% (об.). Степень достижения равновесных условий 0,60. В водяном конденсаторе газ охлаждается до 30 С, а в аммиачном испарителе до - 5 С. Давление в конденсационной колонне 310*10^5 Па (306 атм).
Скачать решение задачи 4.6

   

Задачи на получение серной кислоты

Задача 2.1. Вертикальный цилиндрический сборник диаметром 3 м заполнен на 1,5 м 92%-ной H2SO4. Определить количество моногидрата в сборнике. Плотность 92%-ной кислоты при 20 °С 1824 кг/м3.
Скачать решение задачи 2.1

Задача 2.2 При 50 С серная кислота имеет плотность 1600 кг/м3. Определить плотность этой кислоты при 20 °С и ее концентрацию
Скачать решение задачи 2.2

Задача 2.3. К 500 кг 90%-ной H2SO4 прибавляют 25кг H2O. Определить повышение температуры кислоты.
Скачать решение задачи 2.3

Задача 2.4. За 1 ч в смеситель поступает 3200 кг SO3 и 360 кг H2O. Сколько теплоты следует отводить, чтобы температура вытекающего олеума была 18 С?
Скачать решение задачи 2.4

Задача 2.5. За 1 ч в смеситель поступает 1000 кг олеума, содержащего 20% SO3 своб (104,5% H2SO4) и 500 кг 90%-ной H2SO4 при начальной температуре компонентов 100 °С. Сколько тепла выделяется в смесителе?
Скачать решение задачи 2.5

Задача 2.6. В смесителе за 1 ч 20 т 75%-ной H2SO4 разбавляют водой до концентрации 68%. Определить тепловое напряжение холодильных элементов в смесителе, если температуру вытекающей кислоты поддерживают на уровне 25 °С.
Скачать решение задачи 2.6

Задача 2.7. Для получения 75%-ной H2SO4 1 т 95%-ной H2SO4 разбавляют 40%-ной H2SO4. Сколько при этом выделится теплоты?
Скачать решение задачи 2.7

Задача 2.8. Определить выход огарка при обжиге колчедана, содержащего 45% S, если сера выгорает полностью.
Скачать решение задачи 2.8

Задача 2.9. Печное отделение сернокислотного завода состоит из 2 печей КС (кипящего слоя), каждая из которых имеет производительность 200 т колчедана в сутки. На обжиг поступает колчедан, содержащий 43% S (в расчете на сухой). Выходящий из печи огарок содержит 1% S. Определить количество огарка, удаляемого из печного отделения за 1 ч.
Скачать решение задачи 2.9

Задача 2.10. Подсчитать максимальное содержание двуокиси серы в обжиговом газе, полученном при сжигании колчедана, при условии, что весь кислород поступающего в печь воздуха расходуется на обжиг.
Скачать решение задачи 2.10

Задача 2.11 Рассчитать количество сухого воздуха, необходимого для сжигания 1000 кг колчедана, и объем полученного обжигового газа, если колчедан содержит 41% S, а огарок - 0,5%. Влажность колчедана 7,4%. Концентрация SO2 в обжиговом газе равна 10% (об.).
Скачать решение задачи 2.11

Задача 2.12. Исходя из условий предыдущей задачи рассчитать состав сухого и влажного обжигового газа (в процентах и абсолютных величинах). Влажность воздуха 2% (об.).
Скачать решение задачи 2.12

Задача 2.13. Определить количество выделившейся теплоты и теоретический расход воздуха при обжиге углистого колчедана, содержащего 35% S и 5°о C. Расчет вести на 100 кг колчедана.
Скачать решение задачи 2.13

Задача 2.14. Сырьем для производства серной кислоты служит колчедан, содержащий 40% S и 5% H2O. Подсчитать количество теплоты, выделяющейся при сгорании 1 т колчедана, если огарок содержит 1% S.
Скачать решение задачи 2.14

Задача 2.15. Подсчитать количество теплоты, вносимой в печь 1000 кг колчедана, содержащего 4% Н2О, и воздухом, требующимся для сжигания этого колчедана в количестве 2500 м3/т. Температура колчедана и воздуха 25 °С, степень насыщения воздуха водяным паром 0,7.
Скачать решение задачи 2.15

Задача 2.16. Подсчитать количество теплоты, уносимой огарком из печи, в которой сжигают 9 т колчедана в 1 ч, если выход огарка на 1000 кг колчедана равен 750 кг и его температура 500 °С. Теплоемкость огарка равна 1 кДж/(кг-К).
Скачать решение задачи 2.16

Задача 2.17. Подсчитать количество теплоты (на 1000 кг колчедана), уносимой из печи газом, содержащим, в % (об.): 10 - SO2, 7 - O2, 3 - H2O и 80 - N2. Объем газа, получаемого при обжиге 1000 кг колчедана, 2500 м3, а температура его рна выходе из печи 600 С.
Скачать решение задачи 2.17

Задача 2.18. Составить материальный баланс обжига колчедана, содержащего 42% S и 4% H2O. Концентрации SO2 и SO3 в сухом обжиговом газе 14,5 и 0,1% (об.). Содержание серы в огарке 1%.
Скачать решение задачи 2.18

Задача 2.19. Составить тепловой баланс обжига колчедана на основе материального баланса, рассчитанного в предыдущей задаче. Температура колчедана и воздуха 20 °С, огарка 750 °С, обжигового газа 850° С. Расчет ведем на  1000 кг влажного колчедана.
Скачать решение задачи 2.19

Задача 2.20. Составить материальный баланс сушильной башни для осушки 25300 м3/ч воздуха, поступающего в форсуночную печь для сжигания серы. Температура воздуха 20 °С.
Для осушки применяют 98%-ную H2SO4. Из сушильной башни вытекает кислота, содержащая 96%-ную кислоту (рис). Содержание насыщенного водяного пара в воздухе при 20 °С равно 17,3 г/м3.

Из сушильной башни вытекает кислота, содержащая 96%-ную кислоту

Скачать решение задачи 2.20

Задача 2.21. Определить температуру серной кислоты, вытекающей из башни для осушки воздуха, если входящий воздух имеет температуру 20 °С, а входящая кислота 55 °С; покидает башню сухой воздух с температурой 40 °С. Остальные данные для расчета взять из предыдущей задачи.
Скачать решение задачи 2.21

Задача 2.22. Сырьем для производства серной кислоты служит сера 1-го сорта следующего состава: S - 99,6%; As - 0,01%; H2O - 0,2%; зола - 0,2%. Обжиговый газ содержит 12% (об.) - SO2. Производительность завода 900 т/сут моногидрата. Подсчитать количество воздуха, которое необходимо подать в печи для сжигания серы.
Скачать решение задачи 2.22

Задача 2.23. Определить количество теплоты, которое надо затратить на плавление 1,442 т/ч серы, если температура серы 5°С.
Скачать решение задачи 2.23

Задача 2.24. В печи КС-200 сгорает в 1 ч 10 т колчедана, содержащего 40% S. Определить интенсивность печи, т. е. количество колчедана (в пересчете на 45%-ный), сжигаемого на 1 м3 пода печи в сутки, если площадь основного пода печи 17,7 м3.
Скачать решение задачи 2.24

Задача 2.25 Подсчитать производительность печи пылевидного обжига колчедана, если ее диаметр 4,2 м, высота 8 м, а интенсивность 1000 кг/(м3*сут).
Скачать решение задачи 2.25

Задача 2.26. Расчет печи для обжига колчедана в кипящем слое. Исходные данные: в печи сжигают 240 т 45%-него колчедана в сутки; содержание SO2 + SO3 в обжиговом газе 15% (об.); температура в печи 850 °С; степень выгорания серы 98%, что соответствует времени пребывания газа в печи 8 с. Скорость газа в печи 1 м/с.
Скачать решение задачи 2.26

Задача 2.27. Определить часовой расход ангидрита, содержащего 86,8% CaSO4, при переработке его в серную кислоту в цехе мощностью 150 000 т моногидрата в год.
Количество рабочих дней в году 350, коэффициент использования серы во всем процессе - 90%.
Скачать решение задачи 2.27

Задача 2.28. На обжиг подают 31,7 т/ч ангидрита, содержащего 86,8% CaSO4. Количество влаги в ангидрите 1%, степень диссоциации его 96%. В качестве восстановителя и источника теплоты в шихту добавляют антрацит, содержащий 90% углерода. Избыток углерода против стехиометрического 20%. Составить материальный баланс обжига при двухкратном избытке воздуха, расходуемого на сжигание углерода.
Скачать решение задачи 2.28

Задача 2.29. Газ покидает промывное отделение с температурой 20 °С. Температура орошающей кислоты 40 °С. Определить количество водяного пара, уносимого газом в расчете на 1 т продукции, если концентрация SO2 в газе 10% (об ) и степень его использования 95%.
Скачать решение задачи 2.29

Задача 2.30. Определить количество промывной кислоты (H2SO4) (в % по отношению ко всей продукции) при условии, что печной газ содержит 14% SO2 и 0,5% (об.) SO3, а коэффициенты использования SO2 и SO3 равны 0,95 и 1.
Скачать решение задачи 2.30

Задача 2.31. В печи сжигают 150 т/ч колчедана. Из 1 т колчедана получается 2549,7 м3 газа при н. у.; его плотность при н. у. 1,42 кг/м3. Температура выходящего из печи газа 400 °С. Определить количество циклонов НИИОГАЗ, которое необходимо поставить для очистки газа перед электрофильтрами
Скачать решение задачи 2.31

Задача 2.32. Выбрать число электрофильтров и их тип для очистки 63495 м3/ч печного газа. Температура газа 350 °С. Скорость газа в электрофильтре принимаем равной 0,5 м/с.
Скачать решение задачи 2.32

Задача 2.33. Составить материальный баланс первой промывной башни производства серной кислоты контактным методом.
Состав и количество газа (при н. у.), поступающего в промывное отделение:
             %об     м3/ч
SO2      13     15470
SO3      0,3       357
O2        3,4      4050
N2       83,1    99000
H2O       -         7250
Башню орошают 60%-ной H2SO4 с температурой 50 С. Газ покидает башню с температурой  115°С.
Скачать решение задачи 2.33

Задача 2.34. Составить тепловой баланс первой стадии промывки печного газа и определить размеры промывной башни.
Исходные данные: производительность завода 100000 т/год моногидрата; расход колчедана 0,878 т на 1 т моногидрата. Из 1 т колчедана получают 2916 м3 печного газа, содержащего 9,6% (об.) SO2 и 74 кг водяного пара, примешанного к этому газу. Температура поступающего газа 300 °С, уходящего 115 °С. Промывной аппарат питается 76%-ной H2SO4; температура поступающей кислоты 50 °С. Планово-предупредительный ремонт осуществляется в течение всего года; на капитальный ремонт завод останавливают на 10 дней в году.
Скачать решение задачи 2.34

Задача 2.35. Исходя из условий предыдущей задачи, определить площадь поперечного сечения промывного аппарата, работающего при пенном режиме, количество полок в аппарате и его высоту (рис. 2.7).

определить площадь поперечного сечения промывного аппарата, работающего при пенном режиме, количество полок в аппарате и его высоту

Рисунок 2.7 - Принципиальная схема двухполочного пенного аппарата: 1 - корпус, 2 - решетка, 3 - приемник коробка, 4 - сливная труба, 5 - гидравлический затвор, 6 - штуцер
Скачать решение задачи 2.35

Задача 2.36. Определить потери SO2 с первой промывной кислотой, если она отводится на склад в количестве 7 т/ч с концентрацией 70% H2SO4 и температурой 100 °С. Содержание SO2 в газе 15% (об.).
Скачать решение задачи 2.36

Задача 2.37. Рассчитать оросительный холодильник для 1-й промывной кислоты. Начальная температура кислоты 90 °С, конечная 60 °С. Количество охлаждаемой кислоты с концентрацией 60% H2SO4 100 т/ч, ее теплоемкость 2,28 кДж/(кг*К). Начальная температура воды 25 °С, конечная 40 °С. Для холодильника использовать трубы из графитопласта АТМ-1.
Скачать решение задачи 2.37

Задача 2.38. Составить материальный баланс сушильного отделения на 1000 кг колчедана.
Исходные данные. Состав сухого газа и количество его на 1000 кг колчедана:
               % об    м3       кг
SO3         9,6     277    791
O2            7,9     228    324
N2           82,5   2377  2970
Всего......100   2879   4085
Водяных паров в газе 138 м3 или 111 кг.
Газ разбавляется воздухом до 7,5% (об.) SO2, т. е. до концентрации, оптимальной для процесса контактирования. Водяные пары поглощаются 94%-ной H2SO4 и кислота разбавляется до 93,5%. Уходящий из сушильного отделения газ содержит 0,2 г/м3 Н2О.
Скачать решение задачи 2.38

Задача 2.39. Можно ли при 550°С и атмосферном давлении достичь степени окисления 0,9 если газ содержит 7% SO2 и 11% (об.) O2?
Скачать решение задачи 2.39

Задача 2.40. Производительность контактного аппарата 1080 т/сут моногидрата. Газ, поступающий в аппарат, содержит 7,5% (об.) SO2. Принимая коэффициент использования SO2 равным 98%, определить объем газа (н. у.), поступающий в контактный аппарат за 1 ч.
Скачать решение задачи 2.40

Задача 2.41. Подсчитать объемную скорость газа в контактном аппарате, если объем катализатора в нем 15 м3, а расход газа 9000 м3/ч.
Скачать решение задачи 2.41

Задача 2.42. Определить равновесную степень превращения SO2 в SO3 в первом слое катализатора при следующих условиях: температура газа на входе в слой равна 415 °С, на выходе из слоя 575 °С; исходный газ содержит 11,85% SO2 и 8,9% (об.) O2; давление принято равным 101,3 кПа.
Скачать решение задачи 2.42

Задача 2.43. В первый слой контактного аппарата поступает газовая смесь с температурой 440 °С и содержанием SO2 - 7,5% (об.). За счет теплоты реакции температура газа повышается до 590°. Определить степень превращения SO2 в слое (х1).
Скачать решение задачи 2.43

Задача 2.44. В контактный аппарат всего поступает 133 000 м3/ч газа. После первого слоя газ охлаждают за счет введения части газа с температурой 220 °С. Температура газа на входе во второй слой должна быть 480 °С; газ, покидающий первый слой, имеет температуру 590 °С.
Определить объемы газовых потоков, поступающих в первый слой (Уг) и после первого слоя (V2): V1 = 133 000 - V2.
Скачать решение задачи 2.44

Задача 2.47. На контактирование поступает газ, содержащий 7,5% - SO2 и 13,5% (об.) - О2. Определить оптимальную температуру процесса для степени превращения 0,7
Скачать решение задачи 2.47

Задача 2.48. На первый слой контактного аппарата поступает газ, содержащий 7,5% SO2 и 10,5% (об.) О2, с температурой 440 °С. Считая, что на 1-м участке первого слоя превращение происходит на 0,14, определить необходимое время контакта для этих условий.
Скачать решение задачи 2.48

Задача 2.49. Определить необходимое время контакта во втором слое катализатора, если начальный газ имел состав 9% SO2, 12% О2 и 79% (об.) N2 и степень превращения во втором слое изменяется от 0,6 до 0,84. Температура газа на входе в слой 460 °С,
Скачать решение задачи 2.49

Задача 2.50. Высота первого слоя катализатора 0,4 м, общее количество газа (н. у,), поступающего в контактный аппарат, 32 700 м3/ч [его состав: а = 7,5% SO2, b = 10,5% О2 и с = = 82% (об.) N2]. Температура начала контактирования 440, температура газа, покидающего слой, 590 °С. Давление в контактном аппарате 111,4 кПа,
Определить гидравлическое сопротивление слоя, если известно, чго при н. у. плотности SO2, О2 и N2 равны 2,86, 1,43 и 1,25 кг/м3.
Скачать решение задачи 2.50

Задача 2.51. Составить таблицу материального баланса контактного отделения, если состав и количество компонентов (на 1 т колчедана) поступающего газа следующие:
                 % (об )   кг         м3
SO2  .  .      7,1   749,4    262,2
O2  .  .        11,0   579,6    406
N2  .  .        81,9   3782   3024
Степень превращения 0,98.
Скачать решение задачи 2.51

Задача 2.52. Во второй ступени контактного аппарата с кипящим слоем катализатора степень превращения газа, содержащего 11% SO2 и 10% (об.) О2, изменяется от 0,64 до 0,87. Константа скорости реакции для данных условий (Т = 770 К) равна 3,45*10-5. Определить необходимое время контакта в слое.
Скачать решение задачи 2.52

Задача 2.55. На первую ступень контактного аппарата с кипящим слоем катализатора поступает 65 200 м3/ч газа, содержащего 11% (об.) SO2. Температура в слое 550 °С. Конечная степень окисления в слое 0,75. Определить температуру газа на входе в контактный аппарат.
Скачать решение задачи 2.55

Задача 2.56. Во втором слое контактной массы аппарата КС поддерживают температуру 480 °С. Количество теплоты, которую необходимо отвести из слоя, составляет 3 352 000 кДж/ч В змеевиновый холодильник, находящийся в кипящем слое, подают воду с  t = 20 °С;  вода  нагревается до 80 °С. Определить необходимую поверхность теплообмена и расход охлаждающей воды.
Скачать решение задачи 2.56

Задача 2.57. Определить предельное количество влаги, кото рое может быть принесено с печными газами в сушильные башни чтобы вся продукция сернокислотного завода могла быть выпущена в виде 20%-ного олеума.
Скачать решение задачи 2.57

Задача 2.58. Составить материальный баланс (на 1000 кг колчедана) сушильно-абсорбционного отделения.
Исходные данные
Продукция выпускается в виде олеума с концентрацией SO3своб = 20%; олеумный абсорбер орошается олеумом, содержащим 20% SO3своб; за один цикл он закрепляется на 1%. В олеумный абсорбер поступает с газом 919 кг 503 на 1000 кг колчедана; с серной кислотой из сушильного отделения вносится 119,3 кг Н2О на 1000 кг колчедана.
Моногидратный абсорбер орошается 98%-ной H2SO4, которая за один цикл закрепляется на 0,5%. На сушильную башню подается 94%-ная H2SO4 в количестве 22 400 кг на 1000 кг колчедана; выходящая кислота содержит 93,5% H2SO4 (рис. 11.18).

Составить материальный баланс (на 1000 кг колчедана) сушильно-абсорбционного отделения.

Скачать решение задачи 2.58

Задача 2.59. Часовые материальные балансы олеумного и моногидратного абсорберов представлены ниже.
По данным этих таблиц составить тепловые балансы олеумного и моногидратного абсорберов при следующих условиях их работы: температура газа на входе в олеумный абсорбер 80 °С, на выходе - 50 °С; температура газа на входе в моногидратный абсорбер и на выходе из него 50 °С; температура кислот, орошающих абсорберы - 40 °С. Входящий газ содержит 7% (об.) SO3

Часовые материальные балансы олеумного и моногидратного абсорберов представлены ниже.

Скачать решение задачи 2.59

Задача 2.60. В олеумный абсорбер поступает 30 800 м3/ч газа, содержащего 7,5% (об.)SO3. Определить размеры абсорбера для следующих условий его работы: степень абсорбции SO3 - 40%; температура олеума, орошающего абсорбер - 45 °С; вытекающего из  абсорбера - 55 °С;  удельная  поверхность насадки 87,5 м2/м3; плотность орошения 10 м3/(м2-ч). Абсорбер орошают олеумом, содержащим: 19,5% - SO3; вытекающий содержит 21% SO3своб.
Скачать решение задачи 2.60

Задача 2.61. Определить состав получаемого газа и теоретическое количество воздуха, необходимого для сжигания 1000 м8 сероводородного газа, в котором содержится 85% Н2S и 4% (об.) Н2О. Воздух содержит 1,5% (об.) Н2О.
Скачать решение задачи 2.61

Задача 2.62. Определить состав газа, получаемого при сжигании сероводородного газа, содержащего 85% H2S и 4% (об.) Н2О. Количество воздуха, подаваемого в горелку, равно десятикратному объему газа. Воздух содержит 1,5% (об.) Н2О.
Скачать решение задачи 2.62

Задача 2.63. Составить материальный и тепловой балансы сжигания сероводорода для сернокислотного завода производительностью 10 т/ч моногидрата. Исходный газ содержит 90% Н2S, 5% H2O и 5% (об.) N2. На 1 м3 сероводородного газа в печь подается 10 м3 воздуха (в пересчете на сухой); содержание влаги в воздухе 1% (об.). Температура поступающего воздуха и сероводородного газа 20 °С.
Скачать решение задачи 2.63

Задача 2.64. Рассчитать объем контактной массы на первом участке первого слоя катализатора для окисления SO2, получаемого сжиганием сероводорода, пользуясь следующими данными:
производительность контактного еппарата 15 т/ч моногидрата;
состав газа %  (об.)
SO2...........   10
O2............   4,27
Н2О...........  11,87
N2.............   73,86
Всего.......   100
используется ванадиевая контактная масса (БАВ); энергия активации для нее Е = 59 900 кДж/кмоль; коэффициент для подсчета константы скорости реакции для гранулированной контактной массы K0 = 0,222; принимаемый режим работы контактного аппарата - температура входа газа в контактный аппарат 455 °С; степень превращения на первом слое х = 0,5.
Скачать решение задачи 2.64

Задача 2.66. Определить размеры башни для выделения паров серной кислоты из газов, полученных окислением сернистого ангидрида мокрым катализом для системы производительностью 5000 кг/ч моногидрата серной кислоты.
Температуры: газа на входе в башню 450 °С, на выходе - 75 °С; серной кислоты на входе в башню 50 °С, на выходе - 80 °С.
Состав газа на входе в башню:
             %об     м3/ч   кг/ч
SO2     5,22     1119   4021
H2O      7,38    1581  1280
H2SO4 0,08      17      75
SO2     87,32  18683 24094            
Всего 100,00  21400  29470
Скачать решение задачи 2.66

Задача 2.67. Определить количество и кратность орошения башенной системы производительностью 10 т/ч моногидрата, состоящей из двух продукционных башен, двух абсорбционных и неорошаемого окислительного объема.  Часовая подача кислоты
на башни (в м3): 1 - 41, II - 159, III - 199, IV - 37.
Скачать решение задачи 2.67

Задача 2.69. Определить количество 6%-ной нитрозы, которое нужно подать на орошение башен продукционной зоны для выработки 10 т моногидрата в сутки, если азотооборот в нитроз-ной системе равен 560 кг НNО3 на 1 т моногидрата и продукционная кислота содержит 0,05% HNO3 (или 0,03% N2O3)
Скачать решение задачи 2.69

Задача 2.70. Определить общий объем башенной системы и высоту башен при интенсивности системы 200 кг/(м3-сут) если ее производительность равна 222 т моногидрата в сутки. Диаметры башен принять равными, в м:
   внутренний  наружный
I и IV ...  3,5      4
II и III.....4,5       5
Скачать решение задачи 2.70

Задача 2.71. Пересчитать содержание окислов азота в нитрозе на условную концентрацию HNO3 и HNSO5, если состав нитрозы, поступающей в продукционную зону башенной системы, следующий: H2SO4 - 74%, N2O3 - 2,6%, Н2О - 23,4%.
Скачать решение задачи 2.71

Задача 2.72. Определить количество воды, необходимое для образования по нитрозному методу 600 т H2SO4 в моногидрате.
Скачать решение задачи 2.72

Задача 2.73. В продукционную башню подается 8000 кг нитрозы, содержащей 6% HNO3; из башни отводится 8500 кг кислоты, содержащей 0,03% N2O3. Определить количество окиси азота, уходящей из башни
Скачать решение задачи 2.73

Задача 2.74. В продукционной башне образуется 2,8 т моногидрата в 1 ч. Определить количество теплоты, выделившейся в течение 1 ч в процессе кислотообразования. если вытекаюшая из башни кислота содержит 76% H2SO4.
Скачать решение задачи 2.74

Задача 2.75. В первую продукционную башню на каждую тонну моногидрата в продукции поступает 2500 м3 газа, содержащего 10% О2 и 2% (об.) Н2О. Башня орошается нитрозой с температурой 70 °С. Считая, что в первой башне перерабатывается 40% SO2 и 70% из этого количества окисляется за счет окислов азота нитрозы, определить содержание водяного пара в выходящем газе и количество влаги газа, поглощенной в башне.
Скачать решение задачи 2.75

Задача 2.76. Определить суточный расход азотной кислоты на 1 т моногидрата, если  объем  выхлопного газа составляет 2198 м3/т и суточная производительность сернокислотного цеха 500 т H2SO4. Содержание окислов азота в выхлопном газе равно 0,2% (об.). Потерей окислов азота с продукцией пренебречь.
Скачать решение задачи 2.76

Задача 2.77. Составить материальный баланс первой продукционной башни башенной системы. Часовое количество поступающего газа, кг/ч
SO2 - 4610
O2 - 1920
N2 - 20000
H2O - 286
Всего - 26816
Орошающая нитроза содержит 76% H2SO4 и 4% HNO3 и имеет температуру 80 °С. Вытекающая кислота содержит 76% H2SO4 и 0,04% HNO3. Азотооборот равен 560 кг HNO3 на 1 т моногидрата, а степень превращения SO2 в первой башне 0,4. Башенная система работает без денитратора и продукция отбирается из первой башни.
Скачать решение задачи 2.77

Задача 2.78. Составить материальный баланс четвертой башни (первой абсорбционной), если в нее поступает 48 500 м3/ч газа следующего состава: N2 - 81, О2 - 6,5, NO - 6,25 и NO2 - 6,25% (об.).
Башни орошают смесью кислот:
из  второй башни 831 790 кг/ч с нитрозностью 12,19% HNO3
из  пятой башни 13580 кг/ч с нитрозностью 3,39% HNO3
из  шестой башни 186650 кг/ч с нитрозностью 1,1% HNO3
Содержание окислов азота в газе, уходящем из четвертой башнн, равно 0,78% N2О3. Количества отдельных компонентов газа:
N2 48 500*0,81 = 39285 м3/ч 49100 кг/ч
O2 48 500*0,065 = 3152 м3/ч 4550 кг/ч
N2 48 500*0,0625 = 3031 м3/ч  4020 кг/ч
N2 48 500*0,0625 = 3031 м3/ч  6125 кг/ч
Всего.  ...      48500 м3/ч  63835 кг/ч
Скачать решение задачи 2.78

Задача 2.79. Определить количество воды, которое необходимо удалить из системы для того, чтобы 69%-ную H2SО4 упарить до концентрации 91%.
Скачать решение задачи 2.79

Задача 2.80. В топку концентратора подают газ Ставропольского месторождения; его состав [в % (об.)]: 98 - СН4; 0,4 - С2Н6; 0,2 - С3Н8; 1,3 - N2 и 0,1 - СО2. Рассчитать объем воздуха, необходимый для сжигания 1 м3 этого газа и объем продуктов сгорания при коэффициенте избытка воздуха а = 2.
Скачать решение задачи 2.80

Задача 2.81. По данным предыдущей задачи и при условии, что теплота сгорания Ставропольского газа 35 615 кДж/м3, рассчитать состав газа, поступающего в концентратор.
Условия работы концентратора: рабочая температура газа 850 °С. Температура воздуха, поступающего в топку 20 °С.
Скачать решение задачи 2.81

   

Задачи по реакторам разные

Задача 1-1 (ОХТ реактора раз.) Дана обратимая реакция А <-> R, имеющая константу скорости k1=1,75*10-3 с-1. Начальные концентрации исходного вещества СА0 = 0,45 кмоль*м-3, продукта СR = 0. Константа равновесия Кс = 4,8. Цена вещества А в пересчете на 1 кмоль 5,6 руб (кмоль А)-1. Объем реактора смешения V= 1,4 м3, производственные затраты на его обслуживание 6,2•10-3 руб*с-1*м-3. Объем реактора вытеснения 1,4 м3, производственные затраты на его обслуживание 8,0•10-3 руб•с-1•м-3.
После реактора проводится разделение продукта и непрореагировавшего вещества  А, причем 10% непрореагировавшего вещества А теряются, а продукт выделяется полностью. Выделенное вещество А можно снова использовать в производстве. Производственные затраты на разделение составляют 1,2 руб (кмоль непрореагировавшего А)-1. Оптовая цена продукта R в пересчете на 1 кмоль 28,4 руб (кмоль R)-1.
Определить максимальный доход при использовании реактора вытеснения и реактора смешения. Найти себестоимость продукта.

Скачать решение задачи 1-1 (ОХТ реактора раз.)

Задача 1-2 (ОХТ реактора раз.) Реакция между веществами А и В протекает по бимолекулярному закону и через 10 мин завершается на 25%. Через сколько времени завершается реакция на 50%, если исходные вещества в том и в другом случае взяты в стехиометрическом соотношении?

Скачать решение задачи 1-2 (ОХТ реактора раз.)

Задача 1-3 (ОХТ реактора раз.) При изучении элементарной бимолекулярной реакции в газовой фазе Cl + H2 -> HCl + H
получены опытные значения энергии активации Еа = 23 кДж·моль-1 и предэкспоненциального множителя константы скорости А = 9,5·1013 см3·моль-1·с-1. Используя теорию активированного комплекса, рассчитайте энтальпию и энтропии активации, Sp и Sc, при температуре 300 К.

Скачать решение задачи 1-3 (ОХТ реактора раз.)

Задача 1-4 (ОХТ реактора раз.) Для реакции R <-(k1)- A -(k2)-> S
с константами k1=2 c-1, k2=0,7 c-1 требуется определить:
1) Количество молей продуктов R и S, образовавшихся на 1 моль введенного реагента А для реактора идеального вытеснения и реактора идеального смешения, если степень превращения исходного реагента для обоих реакторов равна 0,95;
2) Время пребывания, необходимое для достижения указанной степени превращения в реакторе каждого типа.

Скачать решение задачи 1-4 (ОХТ реактора раз.)

Задача 1-5 (ОХТ реактора раз.) Для обратимой реакции A <-> B
а) получите аналитическим путем соотношение между временем релаксации ? и константами скорости k1, k2;
б) определите значения k1, k2, если известны t = 23 мкс и К = 103.

Скачать решение задачи 1-5 (ОХТ реактора раз.)

Задача 1-6 (ОХТ реактора раз.) В жидкофазном процессе протекает реакция второго порядка 2А -> R с константой скорости реакции равной 2,71 л/(моль мин). Объемный расход смеси с концентрацией исходного реагента С  равен 4,11 м3/ч.
Определить производительность  РИС-н объемом  0,54 м3 по продукту R. Рассчитать объем  реактора вытеснения для полученной производительности.

Скачать решение задачи 1-6 (ОХТ реактора раз.)

Задача 1-7 (ОХТ реактора раз.) В реакторе  идеального смешения проходит реакция
A + B -(k1)-> R
R + B -(k2)-> S
S + B -(k3)-> D
константы скорости которой равны (в с (кмоль-3)-1): k1 = 3,8*10^-3; k2 = 4,2*10^-3; k3 = 6,4*10^-3. Плотность реакционной смеси не меняется. Концентрация вещества В соизмерима с концентрацией вещества А. Найти выход по продукту S, если степень превращения вещества А составляет Xa = 0,8 а концентрация  продуктов в исходной смеси равна нулю.

Скачать решение задачи 1-7 (ОХТ реактора раз.)

Задача 1-8 (ОХТ реактора раз.) Реакция 2А -> R, где k=6,01*10-3 м3/(моль*с), проходит в РИВ с рециклом. Продукт в исходном растворе отсутствует. Концентрация вещества А в исходном растворе и рецикле равна 2 кмоль/м3 . Производительность  реактора по продукту составляет 1,2*10-3 кмоль/с. Объем реактора 1 м3.
Определить объемную скорость рецикла и производительность системы по веществу А.

Скачать решение задачи 1-8 (ОХТ реактора раз.)

Задача 1-9 (ОХТ реактора раз.) Процесс описывается параллельной реакцией типа

Процесс описывается параллельной реакцией типа

с константами скоростей k1 = 2c-1, k2 = 3 c-1. Объемный поток вещества R CR = 0,5 кмоль/м3, вещества S = 0,6 кмоль/м3. Начальные концентрации веществ CA0 = 4 кмоль/м3, CR0 = CS0 = 0. Определить производительность реактора по продукту R и S

Скачать решение задачи 1-9 (ОХТ реактора раз.)

Задача 1 В реакторе периодического действия протекает жидкофазная реакция второго порядка A + B -k-> R + S при постоянном объеме и соотношении начальных концентраций исходных веществ CA0 : CB0 = 0,55 : 0,45. Известно, что за t = 80 с степень превращения достигает xB = 30 %. Определить: степень превращения вещества А и В в реакторе идеального смешения и реакторе идеального вытеснения, если соотношение концентраций исходных веществ на входе в реактор остается прежним, а подача исходных веществ А и В осуществляется раздельно (скорости подачи веществ VOA = 1,8*10^-3 м3/с, VOB = 2,7*10^-3 м3/с. Объем каждого реактора V = 5,2 м3.
Скачать решение задачи 1

Задача 2 В РПД протекает жидкофазная реакция второго порядка A + 2B -k-> продукты. Плотность системы не меняется. Константа скорости реакции рассчитывается по веществу А. Соотношение CA0 : CB0 = 1 : 2. Известно, что за время t = 50 с степень превращения по веществу А достигает 12%. Требуется вычислить xА в РИВНД и РИСНД при том же соотношении исходных концентраций, если скорость подачи исходных веществ составляет V0 =2,4*10^-2 м3/с, а объем каждого реактора равен V = 5,6 м3. Определить объемы РИВ и РИС, необходимые для достижения рассчитанных выше степеней превращения, если соотношение исходных концентраций веществ будет равно CA0 : CB0 = 1 : 4 (CB0 = const).
Скачать решение задачи 2

Задача 3 Параллельная реакция второго порядка:
A + B -k1-> 2R
A + A -k2-> 2S
протекает в РПД при постоянном объеме и соотношении констант скорости k2 = 0,5*k1, (обе задаются по веществу А). Плотность смеси не меняется. При t = 140 с и соотношение исходных концентраций CA0 =3*CB0 xB = 0,62. Определить степень превращения вещества А и В в реакторе идеального вытеснения объемом Vp = 1,4 м3 при скорости подачи смеси V0 = 1,5*10^-2 м3/с
Скачать решение задачи 3

Задача 4 В реакторе идеального смешения проходит реакция
A + B -k1-> R
R + B -k2-> S
S + B -k3-> D
константы скорости которой равны, м3/(с*кмоль): k1 = 3,8*10^-3, k2 = 4,2*10^-3, k1 = 6,4*10^-3. Давление смеси не меняется. Концентрация вещества В соизмеряется с концентрацией вещества А. Найти выход по продукту S, если xА = 0,80, а концентрация продукта в исходной смеси равна нулю.
Скачать решение задачи 4

Задача 5 Рассчитать общее количество теплоты, которое необходимо отводить из реактора полимеризации. Известно, что производительность реактора по сухому веществу 14,3 т/сут. Степень превращения мономера в полимер xM = 0,80; тепловой эффект реакции H = 8,9*10^5 Дж/кг. Плотность реакционной смеси 1056 кг/м3; cp = 3140 Дж/(кг*К); T0 = 313 К – исходная смесь поступает при температуре; Tp = 307 K – температура реакции. Концентрация мономера в исходной смеси C0 = 40 % (масс). Время реакции 5 ч (18*10^3 с).
Скачать решение задачи 5

Задача 6 Рассчитать секционную колонну для варки новолачных смол производительностью по сухой смоле 400 кг/ч. Материальный баланс варки новолачной смолы:

Материальный баланс варки новолачной смолы

Скачать решение задачи 6

Задача 7 В одиночном реакторе непрерывного действия объемом VR = 50 л осуществляется реакция первого порядка со скоростью r = 2,5*10^-4 моль*л-1*мин-1. Питание реактора исходной смесью F = 0,5 л*мин-1. Найти состав смеси, выходящей из реактора при различных степенях превращения U (0,3; 0,4 и 0,6), если в реакции участвует 1 моль вещества.
Скачать решение задачи 7

Задача 8 Рассчитать константы скоростей двух параллельных реакций первого порядка для гомогенной реакции через 20 лет от начала опыта А -k1->B,  А -k1->D CA = 4, CB = 10, CD = 6
Скачать решение задачи 8

Задача 9 Сформулировать правило Вангофа. Оцените диапозон значений Е соответствующие этому правилу. Для расчета используйте интервал t. Т1 - Т2 в пределах которого применяется правило Вангофа значение k = 2-4
Скачать решение задачи 9

Задача 10 Определите время полуразложения моносилана SiH4 - Si + 2H2 при t = 700 C, если реакция протекает по первому порядку, А = 2*10^13, E = 51,1 ккал/моль
Скачать решение задачи 10

Задача 11 Скорость реакции увеличивается в три раза при повышении Е = 30-40 при температуре 30 С
Скачать решение задачи 11

Задача 12 При Т1 = 300 К реакция первого порядка протекает на 30 Кза 200 мин, а Т2 = 325 К за 30 мин. За какой промежуток времени эта реакция пройдет на туже глубину при Т3 = 380 К.
Скачать решение задачи 12

Задача 13 Константа скорости реакции CH3Cl2 -> CH2=CHCl-CH2Cl. При Т1 = 600 К, k1 = 1,18*10^-6 первого порядка, Т2 = 700 Кб k2 = 1,2*10^-3. Определить энтальпию, энтропию при 600К
Скачать решение задачи 13

Задача 14 Сосуд объемом V = 200 см3 содержится 2H2 и Cl2 подвергается облучениюс л = 420 нм, температура 25С. Облучение света 2*10^-6 Дж/с. При облучении реакция смеси 1,5 мин, Р1 = 150, Р2 = 100 поглощается только 70% поданного света
Скачать решение задачи 14

Задача 15 Вывести кинетическое уравнение, используя принципы стационарных концентраций
1) CH3CHO -k1-> CH3 + CHO
2) CH3 + CH3CHO -k2-> CH4 + CH3CO
3) CH3CO -k3-> CH3 + CO
4) 2CH3CO -k4-> (CH3CO)2
Скачать решение задачи 15

Задача 16 Определить, какое количество вещества можно переработать в реактореидеального смешения периодического действия объемом 5 м3 за сутки, если в нем проводить реакцию типа А -> С до степени превращения, равной 0.9. Константа скорости реакции k = 0.04 мин-1. Начальная концентрация реагента СА,0 = 2 моль/л. Время загрузки и выгрузки продукта составляет 30 минут (за одну операцию). Коэффициент заполнения реактора равен 0.8.
Скачать решение задачи 16

Задача 17  Реакция А + В <-> R + S протекает в жидкой фазе и проводится в проточном реакторе идеального смешения объемом 0.12 м3; k1 = 0.118; k2 = 0.05 м3/кмоль•с. В реактор поступают непрерывно с одинаковыми объемными скоростями два потока жидкости, в одном из которых содержится 2.8 кмоль/м3 вещества А, а в другом 1.6 кмоль/м3 вещества В. Требуется определить, с какой скоростью необходимо подавать каждый раствор, чтобы за время пребывания в аппарате прореагировало 75% вещества В. Принять, что плотность жидкости в процессе реакции не изменяется.
Скачать решение задачи 17

Задача 18 Реакция типа 2А -> R проводится в РИВ, на выходе из которогоконцентрация продукта 0.8 моль/л. Константа скорости реакции 0,24 л/(моль*мин). Начальная концентрация реагента А 1.8 кмоль/м3. Определитеобъем реактора и конечную степень превращения вещества А, еслипроизводительность составляет 3.8 кмоль R в час.
Скачать решение задачи 18

Задача 19 (ОХТ-ким). При термическом крекинге пропана в определенных условиях могут быть получены или пропилен и водород, или этилен и метай. Предположим, что пропан подвергается крекингу при пропускании через трубку, которая обогревается снаружи большим количеством горячих газов, имеющих температуру 780 С. Для проектирования промышленной установки требуется определить:
1)   размеры реактора, необходимые для достижения 50%-го распада исходного пропана;
2)  состав углеводородных газов после реакции. Данные для расчета:
Температура нагревания пропана 720 °С
Диаметр стальной реакционной трубки в, мм:
внутренний  76
внешний  116
Рабочее давление в реакторе, 1 атм
Массовая скорость пропана 330 кг((м2-ч)

Скачать решение задачи 19 (ОХТ-ким)

Задача 20 (ОХТ-ким.) Определить размеры реактора для окисления хлористого, нитрозила воздухом при температуре 300° С и давлении 5 атм. Конечная степень окисления по условиям равновесия составляет 80%. В реактор поступает 4,88 кмоль/(м2-ч) хлористого нитрозила и 12 кмолъ/(м2 ч) воздуха. Уравнения реакций
2NOCl = 2NO + Cl2
2NO + O2 = 2NO2
Считают, что эти реакции протекают независимо друг от друга.
Константы скоростей реакций при 300 С: разложение NOCl k1 = 10,1*10^3 мл/(моль*сек)
образование NOCl k1/ = 25,3*10^9 мл2/(моль2*сек)
образование NO2 k2/ = 1,13*10^4 л2/((г*эквO2)^2*сек)
Константа равновесия реакции окисления NO в NO2 при 300° С: K = k2/k2/ = 447

Скачать решение задачи 20 (ОХТ-ким)

Задача 21 (ОХТ-ким) Реакция 2A <-> B + C должна проходить непрерывно в батарее реакторов с перемешиванием. Начальный объемный расход питания равен 10 м3/ч. Концентрация вещества А в исходном питании cA0 =1,5 кмолъ/м3 (концентрации веществ В и С здесь равны нулю}. Константа скорости прямой реакции равна 10 м3/(кмоль ч), а константа равновесия Ке = 16,0. Необходимая степень превращения должна составлять 80% от равновесной.
При использовании только одного реактора определить его объем. Кроме того, найти, сколько аппаратов в батарее потребуется для достижения той же степени превращения, если объем каждого из них равен 0,1 от рассчитанного объема.

Скачать решение задачи 21 (ОХТ-ким)

Задача 22 (ОХТ-ким) Уксусный ангидрид подвергают гидролизу при 40 С непрерывным способом в реакторе с мешалкой (Vr = 10 000 мл). Первичная загрузка водного раствора, содержащего 0,5*10^-1 моль/мл уксусного ангидрида, равна 10 л. Массовый расход питания (уксусного ангидрида концентрации 3,0*10^-4 моль/мл) постоянен и равен 2 л/мин. С таким же расходом удаляется продукт. Плотность реакционной смеси можно считать постоянной. Скорость реакции (первого порядка) г = kc*c моль/(мл-мин). Константа скорости реакции kc = 0,380 мин-1. Определить время достижения устойчивого режима работы реактора.

Скачать решение задачи 22 (ОХТ-ким)

Задача 23 (ОХТ-ким) Гексаметилентетрамин (уротропин) получают в реакторе полупериодического действия путем прибавления 7,57 л/мин водного раствора аммиака (концентрация аммиака 25 масс. %) к первоначальной загрузке 900 л формальдегида (концентрация формальдегида 42 масс. %). Температура формальдегида 25° С. Для того чтобы началась реакция, температура формальдегида должна быть 50° С, а раствора аммиака 25° С.
Количество тепла, выделенного в результате реакции, равно 535 ккал/кг уротропина. Если реактор работает при температуре 100° С, скорость реакции становится очень большой по сравнению со скоростью переноса тепла в окружающую среду. Для охлаждения используют змеевик (хладагент - вода). Общий коэффициент теплопередачи Кт = 415 ккал/(м2*ч*град). Расход охлаждающей воды должен быть таким, чтобы температура охлаждающей воды не превышала 25° С.
Дополнительные сведения: плотность раствора аммиака равна 910 кг/м3; плотность формальдегида (42 масс. %) при 25° С равна 1100 кг/м3; теплоемкость смеси реагентов можно считать постоянной С = Са = 0,556 ккал.(кг*град); скорость обратной реакции ничтожно мала. Рассчитать длину змеевика L, если диаметр его трубы Dтр = 25 мм.

Скачать решение задачи 23 (ОХТ-ким)

Задача 24 (ОХТ-ким) Рассчитать колонну с насадкой для абсорбции аммиака из смеси газов раствором серной кислоты. Парциальное давление аммиака в смеси газов на входе в колонну равно 0,05 ат, на выходе 0,01 ат. Концентрация серной кислоты в абсорбенте на входе 0,6 кмолъ/л3, на выходе 0,5 кмолъ/м3. Частные коэффициенты массопередачи ky = 0.35 кмоль/(м2*ч*ат), kL = 0,005 22/ч; H = 75 кмоль/(м3 -ат); расход смеси газов 45 кмолъ/ч; общее давление 1 ат. Газ и жидкость движутся противотоком.
Реакция протекает с большой скоростью по уравнению и практически необратима (m = b/a = 0,5).

2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4

Скачать решение задачи 24 (ОХТ-ким)

Задача 25 (ОХТ-ким) Для абсорбции из смеси газов одного компонента, химически реагирующего с абсорбентом, необходимо иметь поверхность 2060 м2. Известны также следующие данные: 1) вязкость жидкого абсорбента 1 спз; 2) плотность смеси газов p = 0,575 кг/м3, 3) плотность жидкого абсорбента pL = 1000 кг/м3; 4) массовый расход абсорбента L = 14400 кг/ч; 5) объемный расход газа (при рабочей температуре и давлении) Qy = 5400 м3/ч. Определить  размеры колонны.

Скачать решение задачи 25 (ОХТ-ким)

Задача 26 (ОХТ-ким) Нужно определить скорость реакции окисления SO2 в SO3 на платиновом катализаторе в присутствии алюминия в дифференциальном реакторе при общем давлении в системе, равном 790 мм рт. ст.
Необходимо рассмотреть следующие факторы, которые могут оказывать влияние на скорость каталитического процесса: хемосорбцию SO2 и SO3, поверхностную реакцию и десорбцию SO3. Записав уравнения скорости для этих четырех случаев и сопоставив их с экспериментальными наблюдениями, можно определить, нто наиболее медленным этапом процесса является поверхностная реакция.
Для нахождения констант в уравнении скорости необходимо, чтобы в экспериментальных работах изменялось независимо парциальное давление каждого компонента и общее давление, а также чтобы состав смеси оставался постоянным. Поэтому нужно определить изменение степени превращения при постоянном составе и постоянном парциальном давлении индивидуальных компонентов.
Из этого следует, что существует возможность проверки справедливости предложенного уравнения. Однако нельзя найти значения констант равновесия адсорбции.
Экспериментальные данные, полученные при температуре 480° С, приведены в табл. 1
Таблица   1 Экспериментальные данные

Экспериментальные данные, полученные при температуре 480° С, приведены в табл. 1

Требуется идентифицировать механизм реакции путем оценки констант уравнения скорости и сопоставления экспериментальных скоростей реакции с вычисленными их значениями.

Скачать решение задачи 26 (ОХТ-ким)

Задача 27 (ОХТ-ким) Для проведения реакции полимеризации пропена в адиабатическом реакторе требуется определить объемную скорость (количество газа в м3, подаваемого в 1 ч на единицу объема реактора), необходимую для того, чтобы полимеризации подверглось 98% исходного пропена.
Полимеризация проводится при давлении 15 атм. Температура на входе в реактор равна 230° С. Массовая скорость потока 1000 кг/(м2-ч). Исходная смесь состоит из 38 мол.% пропена и 62 мол. % пропана. Частицы катализатора имеют цилиндрическую форму (высота и диаметр равны 6,25 мм). Внешний свободный объем слоя катализатора составляет 50%.
Экспериментальные данные показывают, что в результате реакции получается смесь ненасыщенных углеводородов, имеющая среднюю молекулярную массу 105, среднюю температуру кипения 104,4 °С и плотность 0,71 кг/м? (при 15,6 С).
Для упрощения расчета можно допустить, что реакция полимеризации необратима и активность катализатора настолько высока, что концентрация пропена на активной поверхности катализатора практически равна нулю {реакция определяется диффузией). Падением давления  в  реакторе мощно пренебречь.

Скачать решение задачи 27 (ОХТ-ким)

Задача 28 (ОХТ-ким) Рассчитать поверхность охлаждения реактора с движущимся слоем, производящего 100 т винилхлорида в год из газообразного хлористого водорода и ацетилена.
Реактор  работает в  следующих условиях: Объемный расход, л3/ч:
ацетилена - 5,0
хлористого водорода - 5,5
Тепловой эффект реакции, 36 - 40 ккал/моль
Температура, °С:
реакции 180 - 200
в рубашке - 120
Время контакта, 62 сек
Диаметр частиц катализатора, 60 – 100 мкм
Экспериментальные данные показывают, что скорость движения равна скорости газов в реакторе с неподвижным слоем типа теплообменника для этого же производства. При одинаковых производительностях и скоростях сечение реактора с движущимся слоем будет равно сечению реактора с неподвижным слоем. Реактор с неподвижным слоем имеет 91 трубу (длина каждой трубы L = 3 м). Частицы катализатора имеют размеры 6х2 мм. Общее сечение труб равно 0,114 м2.

Скачать решение задачи 28 (ОХТ-ким)

Задача 29 (ОХТ-ким) Рассчитать реактор с движущимся слоем для производства 4,5 м3/ч этилена при 20° С путем каталитической дегидрогенизации этана.
Определения, произведенные для реактора с неподвижным слоем типа теплообменника, доказывают, что для полной конверсии температура реакции должна быть равна 375° С, а время контакта 4,8 сек. Тепло, необходимое для проведения реакции (11 ккал/молъ), получают с помощью системы электрического нагревания. Для испарения спирта используют теплообменник (теплоноситель - пар)

Скачать решение задачи 29 (ОХТ-ким)

   

Cтраница 2 из 12

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