Задачи по химии и технологии нефти
Задача 1. Составить тепловой баланс для установки атмосферной перегонки нефти и определить общий расход воды в конденсаторах и холодильниках, если расход топлива В = 1500 кг/ч, низшая рабочая теплота сгорания топлива Qн=41900 кдж/кг (10000 ккал/кг), коэффициент полезного действия печи 0,84, температура поступающей воды tн = 28°С и средняя температура отходящей воды tк= 35° С.
Скачать решение задачи 1 (цена 80р)
Задача 2. Имеется трехкомпонентная смесь, состоящая из 4 кг пентана (компонент А), 12 кг гексана (компонент В) и & кг гептана (компонент С). Определить: а) массовые концентрации (в долях) каждого компонента смеси; б) относительные массовые концентрации компонентов данной смеси по отношению к гептану; в) относительные массовые концентрации компонентов данной смеси по отношению к суммарному содержанию пентана и гексана.
Скачать решение задачи 2 (цена 80р)
Задача 3. Нефтяная фракция, выкипающая в пределах 225-250° С, имеет при температуре t1 = 10° С кинематическую вязкость v1 = 3,96*10^-6 м2/сек=3,96 cCт, а при t2=80°С соответственно v2=1,21*10^-6 м2/сек = 1,21 cCт.
Требуется:
а) на базе формулы Вальтера установить для указанной выше фракции уравнение зависимости вязкости от температуры;
б) подсчитать вязкость фракции при температурах 0, 50 и 100° С.
Скачать решение задачи 3 (цена 80р)
Задача 4. Нефтепродукт А вязкостью Vд=20 ест смешивается с продуктом В, вязкость которого vв = 40 ест. Найти вязкость их смеси, в которой содержание компонента Л составляет а=65% маc.
Скачать решение задачи 4 (цена 80р)
Задача 5. Определить кинематическую вязкость паров y-пентана при атмосферном давлении и температуре t=100° С.
Скачать решение задачи 5 (цена 80р)
Задача 6. Используя формулу Ашворта, для нефтяной фракции, имеющей температуру кипения по НТК То=177°С, подсчитать температуру кипения Т при давлении р-=6,5 бар.
Скачать решение задачи 6 (цена 80р)
Задача 7. Определить расход тепла q на изобарический перегрев сухого водяного пара в количестве Z=200 кг/ч от t1 = 125° С до t2 = 350° С. Найти также среднюю теплоемкость водяного пара при постоянном давлении в указанных пределах температур.
Скачать решение задачи 7 (цена 80р)
Задача 8. В кислотную мешалку (рис. 4.10) на высоту h=15 м при помощи монтежю подается V=4 м3 93%-ной серной кислоты. Общая длина кислоте провода l= 17 м, внутренний диаметр d=50 мм. На линии имеются 5 колен и 1 задвижка. Какое давление р необходимо поддерживать в монтежю, чтобы перекачать заданное количество кислоты за время т = 20 мин=1200 сек.. При температуре перекачки плотность и вязкость 93%-ной Н2SO4 составляют: р=1830 кг/м3, г = 0,12*10:-4 -м2/сек.
Скачать решение задачи 8 (цена 80р)
Задача 9. Определить диаметр газопровода для перекачки 400000 м3/сутки (отнесено к стандартным условиям) нефтяного газа относительной плотности р = 0,65, если начальное давление газа р1 = 8 бар (8,16 кгс/см2), а конечное давление р2 должно быть не менее 7 бар (7,14 кгс/см2). Длина газопровода 4 км, температура газа Т = 300° К.
Скачать решение задачи 9 (цена 80р)
Задача 10. В низ атмосферной колонны .через маточник необходимо подать перегретый водяной пар В количестве z=1150 кг/ч. Определить основные размеры маточника, если абсолютное давление перегретого пара на входе в него р1 = 1,67 бар (1,7 ат), температура перегрева пара t1 = 300°С, давление в нижней части колонны p=1,333 бар (1000 мм рт. ст.), температура низа колонны t=310° С, высота слоя мазута над маточником h = 0,5 м, относительная плотность мазута d20 =0,910.
Скачать решение задачи 10 (цена 80р)
Задача 11. В конденсаторе смешения требуется уста¬новить горизонтальные полки-перегородки (рис. 4.14). Расход воды Q'=30 м3/ч. Диаметр корпуса конденсатора D=1,4 м. Высота планки для слива воды hо=20 мм.. Сколько отверстий диаметром d=2 мм необходимо проде¬лать в полках, чтобы через эти отверстия стекало 15% расходуемой воды, а через водослив - 85%?
Скачать решение задачи 11 (цена 80р)
Задача 12. Центробежный насос 3 должен подавать из емкости орошения 1 (рис. 5.9) на верх ректификационной колонны 2 бензиновое прошение в количестве g = 36000 кг/ч. Длина выкидного трубопровода la = 50 м, длина приемного трубопровода lb = 45 м. Давление в водоотделителе р1 = 1,013 бар (760 мм рт. ст.), давление на верху колонны р2=1,225 бар (920 мм рт. ст.). Высота уровня бензина в водоотделителе над условным горизонтом, совпадающим с осевой линией насоса, H1 = 4 м.
Высота колонны H2 = 26 м. Температура орошения 40° С, плотность бензина р4о=730 кг/м3 и вязкость его v40 = 0,7 сСт = 0,7*10^-6 м2/сек, На всасывающей линии 4 колена и 2 задвижки, на выкидной - 4 колена, 1 задвижка и 1 клапан, регулирующий подачу орошения.
Определить данные, необходимые для подбора насоса по каталогу.
Скачать решение задачи 12 (цена 80р)
Задача 13. Суспензия в количестве L=10000 кг/ч, состоящая из жидкости С (сплошная фаза) и частиц твердого вещества В (взвешенная фаза), подается на барабанный вакуумный фильтр. Плотность чистых компонентов С и В соответственно равна рс = 900 кг/м3 и рв = 2200 кг/м3. Определить массовый и объемный выходы первого продукта (G и Vg), в качестве которого принять отфильтрованную жидкость, и второго продук¬та- осадка (g и Vg), если содержание твердого вещества В в исходной суспензии хд = 6% мас., в отфильтрованной жидкости yb=0, а остаточное содержание жидкого компонента С в осадке Хс=25%.
Скачать решение задачи 13 (цена 80р)
Задача 14. Определить основные размеры комбинированного газосепаратора-водоотделителя, в который из десорбера после конденсации и охлаждения до 35° С поступает смесь, состоящая из 8000 кг/ч газового бензина, 2500 кг/ч несконденсировавшихся газов и 3000 кг/ч водяного конденсата. Часть бензина в количестве 3600 кг/ч возвращается на верх ректификационной части десорбера в качестве орошения. Абсолютное давление в сепараторе р=3 бар (3,06 ат). Плотность бензинового конденсата при 35° С составляет 650 кг/м3, плотность воды при той же температуре 994 кг/м3, средний молекулярный вес несконденспровавшихся газов равен 40.
Скачать решение задачи 14 (цена 80р)
Задача 15. Определить потерю напора газового потока в одной из зон регенерации на установке каталитического крекинга со сплошным слоем движущегося шарикового катализатора. Высота слоя катализатора в зоне h=1,5 м; усредненный диаметр гранул катализатора d=3,2 мм, насыпная плотность рн = 700 кг/м3, кажущаяся плотность зерен рк= 1100 кг/л3. В условиях регенерации: плотность газов регенерации р=0,45 кг/м3, кинематическая вязкость v=97*10^-8 м2/сек, фиктивная скорость газов w=2 м/сек, линейная скорость перемещения катализатора w'=0,004 м/сек.
Скачать решение задачи 15 (цена 80р)
Задача 16. На установке контактного фильтрования масляного дистиллята гри работе на фильтрпрессе поверхностью F = 45,6 м2 были получены следующие данные: производительность фильтрпресса, считая на полез¬ное время, g = 500 кг!м2-ч, цикл работы фильтрпресса 85 мин, в том числе: опрессовка воздухом 5 мин, ход мутного масла 5 мин, фильтрование 50 мин, продувка 10 мин, очистка от глины 15 мин.
Сколько фильтрпрессов необходимо для процесса очистки дистиллята, если установка должна иметь производительность L = 33000 кг/ч по готовому маслу.
Скачать решение задачи 16 (цена 80р)
Задача 17. В емкость закачано 1000 м3 различных компонентов, для тщательного перемешивания которых методом циркуляции требуется перека¬чать 60% содержимого емкости. Дифференциальный напор насоса р = 4бар, производительность Q=120 м31ч. Определить время циркуляции и расход энергии. Общий к. п, д. насосной установки принять равным 0,7,
Скачать решение задачи 17 (цена 80р)
Задача 18. На установке непрерывной кислотно-щелочной очистки кислый бензиновый дистиллят после отстоя от кислоты пропускают через диафрагмовый (дисковый) смеситель (рис. 7.1), в который одновременно для промывки подается вода - 60% на дистиллят. Количество дистиллята 400 т/сутки, плотность его 740 кг/м3. Определить размеры смесителя.
Скачать решение задачи 18 (цена 80р)
Задача 19. Определить мощность двигателя к четырехлопастной мешалке (типа показанной на рис. 7.4) для жидкой смеси, имеющей при температуре перемешивания средние значения вязкости м = 0,05 к сек/м1 и плотности р = 900 кг/м3. Диаметр аппарата D = 1,8 м, высота слоя жидкости H=2 м; диаметр лопастей d= 1 м, ширина их b = 0,2 м, угол наклона лопастей а = 45; расстояние от нижнего края лопасти до дна аппарата b = 0,6м. Скорость вращения мешалки n= 30 об/мин. Стенки мешалки шероховатые.
Рис. 7.4. Четырехлопастная мешалка с наклонными лопастями:
(a - угол наклона лопасти (угол между плоскостью лопасти и направлением ее перемещения).
Скачать решение задачи 19 (цена 80р)
Задача 20. При температуре t=50° С смешивают 1,2 кг воды (компонент А) и 1,4 кг фенола (компонент В). Составить баланс распределения воды и фенола между образующимися фазами - водным слоем (фаза М) и фенольным слоем (фаза М).
Скачать решение задачи 20 (цена 80р)
Задача 21. Определить температуру кипения смеси толуола с водой, а также состав равновесного пара, если система находится под давлением р =1,265 бар (950 мм рт. ст.).
Скачать решение задачи 21 (цена 80р)
Задача 22. Для двухкомпонентной систему, состоящей из нормальных углеводородов - гексана (С6Н14) и нонана (С9Н20), построить графики изобарических кривых равновесия в массовых единицах. Давление системы р=1,133 бар (850 мм рт. ст.).
Скачать решение задачи 22 (цена 80р)
Задача 23. Газовая фракция, состав которой приведен в столбце 2 табл. 9.1, после конденсатора-холодильника поступает при температуре t = 40° С в газосепаратор.
Определить: 1) пределы, в которых необходимо поддерживать давление р в газосепараторе для обеспечения образования двухфазной системы пар - жидкость;
2) массовую степень однократной конденсации (r = 1 – e) для случая, когда в газосепараторе поддерживается давление р = 4,41 бар (4,5 кгс/см*).
Скачать решение задачи 23 (цена 80р)
Задача 24. Определить степень отгона е в процессе однократного испарения балаханской масляной нефти при давлении р=1,84 бар (1380 мм рт.ст.) и температуре t = 300° С, а также определить средние молекулярные веса М и относительные плотности полученных фаз.
При решении задачи используем кривые разгонок данной нефти в мольных единицах, полученные в Задачае 2.7 (см, рис. 2.2).
Скачать решение задачи 24 (цена 80р)
Задача 25. Определить число тарелок в полной ректификационной колонне для разделения двухкомпонентного сырья, состоящего из смеси нормальных углеводородов - гексана (С6H14) и нонана (С9Н20). При подсчете числа тарелок применить графический метод с использованием графиков изобар (i-х, у) и удельных теплосодержаний (i - х, у) фаз.
В качестве исходных данных для расчета принять:
- производительность колонны по сырью L=240 т/сутки=10000кг/ч;
- массовую долю низкокипящего компонента (гексана) в сырье а=0,49;
- допускаемое содержание высококипящего компонента в ректификате считать 2% маc.; то же для низкокипящего компонента в остатке - 3% маc.;
- предполагаемое давление в питательной секции колонны ро= 1,133 бар (850 мм рт. ст.).
Скачать решение задачи 25 (цена 80р)
Задача 26. Определить необходимое число теоретических тарелок для отгона легкого растворителя из раствора тяжелого масла. Растворителем служат к-гептан. Содержание н-гептана в сырье а = 0,705, средний молекулярный вес масла (компонента В) Мb = 400, его плотность при 20° С рв=900 кг/ж3. Давление в колонне р= 1,013 бар (760 мм рт. ст.). Остаточное содержание растворителя в нижнем продукте отгонной колонны хп= 0,00205% мае. Количество исходной смеси L=10000 кг/ч. Относительный расход водяного пара принят z/L = 3,9% мас.; его начальное теплосодержание iн=2720 кдж/кг. Колонна работает без кипятильника, т. е. В=0.
Скачать решение задачи 26 (цена 80р)
Задача 27. Нагретая до температуры начала кипения (при заданном давлении) четырехкомпонентная смесь: пропан, изобутан, н-бутан и н-пентан подается в полную ректификационную колонну с целью получения практически чистого н-пентана в качестве нижнего продукта. Состав сырья и летучесть его компонентов приведены в табл. 11.3. Для упрощения техники расчета вместо констант фазового равновесия использовались усредненные коэффициенты относительных летучестей компонентов, взятые согласно уравнению (11.119) по отношению к наиболее тяжелому компоненту - н-пентану. В качестве условий для разделения приняты: содержание н-бутана в остатке (легкий ключевой компонент) в мольных долях хзн=0,02; содержание н-пентана в дистилляте (тяжелый ключевой компонент) (y4d = 0,02. Компоненты системы пронумерованы в порядке убывания летучести. Определить составы и количества продуктов разделения (в расчете на 1000 кмоль сырья), установить рабочий режим колонны и найти число теоретических тарелок в ее секциях, обеспечивающее принятые условия разделения.
Скачать решение задачи 27 (цена 80р)
Задача 28. В колонне для разделения пропана и я-бутана состав дистиллята yd = 0,98. Орошение холодное, острое (см. рис. 11.8). Охлаждение водяное. Определить давление р, которое необходимо поддерживать в приемнике.
Схема холодного орошения
Скачать решение задачи 28 (цена 80р)
Задача 29. Рассчитать процесс абсорбции газа следующего состава (в % объемн.): метана - 30, этана-14, пропана - 22, я-бутана-17, пентана и высших - 17 (следует иметь в виду, что в случае газов объемные и моль¬ные концентрации совпадают). Процесс проводится в абсорбере с четырьмя теоретическими тарелками, давление в абсорбере р = 4,9 бар (5 кгс/сж2); температура сырого газа и абсорбен га на входе в абсорбер 40° С. Удельный расход абсорбента принят 1,1 кмоль/кмоль; состав абсорбента (в киломолях на 1 кмоль сырого газа): к-бутана-0,02, пентана и высших (С5+) - 0,05, собственно абсорбента - 1,03. В качестве абсорбента используется нефтяная фракция среднего молекулярного веса М=160, плотностью р2о=830 кг/м3.
Скачать решение задачи 29 (цена 80р)
Задача 30. На углеадсорбционную установку подается в сутки 100 000 м3 (при нормальных условиях) газа, содержащего (в г/ж3): пропана 210, бутанов 165, пентанов и более тяжелых 98. Намеченная степень извле¬чения пропана 30%, бутанов 80%, пентана и более тяжелых 95%. Определить загрузку угля в один адсорбер, если предполагается установить всего шесть адсорберов с продолжительностью одного цикла 90 мин, в том числе: насыщение 45 мин; адсорбция, сушка и охлаждение по 15 мин
Скачать решение задачи 30 (цена 80р)
Задача 31. Определить количество циркулирующего поглотителя - диэтиленгликоля для осушки Qo=533000 м3/сутки нефтяного газа среднего молекулярного веса Мг = 28. Начальная температура газа t=25° С, давление р=20,5 бар. После осушки газ должен иметь точку росы t* =-12° С.
Скачать решение задачи 31 (цена 80р)
Задача 32. Нефть плотностью d20 =0,845 в количестве g = 65000 кг/ч с начальной температурой tН = 30°С необходимо подогреть за счет тепла керосинового дистиллята. Количество дистиллята G=19000 кг/ч, плотность его d20. =0,834, начальная температура TН = 265°С, конечная температура TК = 100°С. Для регенерации тепла предполагается установить трубчатые теплообменники с плавающей головкой, имеющие один ход в межтрубном пространстве и два хода в трубном. Поверхность нагрева одного теплообменника f=70 м2. Определить число теплообменников. Расчет провести по укрупненным показателям, используя практические значения коэффициента теплопередачи.
Скачать решение задачи 32 (цена 80р)
Задача 33. Требуется поддерживать постоянную температуру реакционной смеси t2=-16° С. Реакция экзотермична, теплота реакции qР = - 400 кДж на 1 кг сырья. Количество реакционной смеси § = 6000 кг/ч, средняя теплоемкость этой смеси с = 2,18 кдж/(кг - град) [0,52 ккал/(кг - град)], температура смеси на входе в. реактор t1=0°С; массовая доля сырья в реакционной смеси а=0,5. Холодильный агент - пропан. Температура конденсации пропана (после компрессора) t=35 - 40° С; температурный градиент между холодильным агентом и реакционной смесью t=5 - 8° С.
Определить количество G циркулирующего в холодильной установке пропана и потребную поверхность F охлаждения реакционной смеси.
Скачать решение задачи 33 (цена 80р)
Задача 34. Определить константу скорости термического крекинга н-бутана (реакция первого порядка) при t = 552°С, если при продолжительности процесса т=10 мин глубина превращения х = 26,1%
Скачать решение задачи 34 (цена 80р)
Задача 35. Для реакции термического крекинга н-бутана при температура t1 = 500° С и t2 = 600° С константы скорости (1/сек) соответственно равны 1,23*10^-6 и 0,01. Определить константу скорости реакции при t = 550°С и энергию активации.
Скачать решение задачи 35 (цена 80р)
Задача 36. Производительность установки термического крекинга газойля по свежему сырью G = 470 т/сутки. Выходы продуктов за один пропуск (в % мас.):
- газ - 4,25
- бензин - 17,73
- рециркулят - 66,67
- остаток - 11.35
Определить выходы продуктов при работе с рециркуляцией всего непрореагировавшего сырья.
Скачать решение задачи 36 (цена 80р)