Раздел 3. Химические реакторы
Задача 3.1-1 Проводится жидкофазная реакция первого порядка A -> R. Константа скорости реакции равна 0,45 мин-1. Объемный расход реагента составляет 30 л/мин. Определить степень превращения вещества А в реакторах РИС-н и РИВ объемом 150л каждый.
Скачать решение задачи 3.1-1 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-2 Жидкофазная обратимая реакция 2A <-> R проводится в РИС-н объемом 2,6 м3. Константа скорости прямой реакции k1=31,4 м3/(кмоль*мин), обратной k2=2 мин-1. Концентрация исходного вещества 0,6 моль/л. Требуемая степень превращения хА=0,8. Определить производительность реактора по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-2 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-3 В реакторе протекает реакция второго порядка 2A = R с константой скорости реакции равной 2,8*10-1 л/(моль*с). Начальная концентрация вещества А на входе в реактор равна 0,85 моль/л, степень превращения вещества А 0,9. Определить какое количество вещества А можно переработать в РИС-н объемом 2 м3 и в РИВ объемом 0,6 м3.
Скачать решение задачи 3.1-3 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3-1-4 Жидкофазная обратимая реакция второго порядка A + B = R + S проводится в реакторе идеального смешения объемом 40 л. Константа скорости прямой реакции k1=1,8 л/(моль•мин), обратной – k2=0,8 л/(моль•мин). Вещества А и В подаются раздельно в стехиометрическом соотношении. Концентрации веществ в индивидуальных потоках равны 0,5 моль/л. Определить, какое количество веществ А и В перерабатывается за 1 ч, если степень превращения вещества А составляет 0,85 от равновесной.
Скачать решение задачи 3.1-4 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-5 В жидкофазном процессе протекает реакция второго порядка 2А → R. с константой скорости реакции равной 2,3 л/(моль·мин). Объемный расход смеси с концентрацией исходного реагента СА0 = 0,5 кмоль/м3 равен 3,6 м3/ч. Определить производительность РИС-н объемом 0,4 м3 по продукту R. Рассчитать объем РИВ для полученной производительности.
Скачать решение задачи 3.1-5 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-6 В реакторе периодического действия при проведении реакции получены следующие результаты:
Используя данные результаты, сравнить эффективность РИВ и РИС-н для степени превращения 0,8.
Скачать решение задачи 3.1-6 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-7 Жидкофазный процесс, описываемый реакцией первого поряд-ка A → R, проводится в реакторе идеального смешения, время пребывания в котором составляет 360 с. Объемный расход исходного вещества равен 4 м3/ч. Концентрация вещества А СА0 = 2 кмоль/м3.
Рассчитать производительность по продукту R, если известно, что за 120 с в реакторе периодического действия в продукт превращается 40% исходного вещества.
Скачать решение задачи 3.1-7 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-8 Жидкофазный процесс описывается простой реакцией первого порядка A → R с константой скорости реакции k = 0,45 мин-1. Объемный расход вещества А составляет 30 л/мин. Определить степени превращения вещества А в РИС-н и РИВ объемом по 145 л.
Скачать решение задачи 3.1-8 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-9 Реактор периодического действия за 8 ч работы производит 4,75 кмоль продукта. Для того чтобы загрузить реактор и нагреть его до температуры реакции, требуется 0,2 ч, а чтобы выгрузить продукт и подготовить реактор к следующему циклу, - 0,8 ч. Определить необходимый объем реактора, если 90 % поступающего в реактор исходного реагента с концентрацией 8 моль/л подвергается превращению, константа скорости реакции = 0,003 мин-1.
Скачать решение задачи 3.1-9 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-10 Жидкофазный процесс описывается простой реакцией перво-го порядка с константой скорости равной 0,12 мин-1. Концентрация вещества А в исходном потоке равна 3 кмоль/м3. Требуемая степень превращения вещества А ха = 0,85. Определить, какое количество вещества А можно переработать за 1 ч в реакторе идеального смешения и реакторе идеального вытеснения объемом 0,8 м3.
Скачать решение задачи 3.1-10 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-11 В реакторе периодического действия при изотермическом режиме работы и без изменения массовой плотности реакционной смеси проводят параллельную реакцию первого порядка
Через 50 мин после начала реакции 90% исходного вещества разложилось. Получившийся продукт содержит на 1 моль продукта S - 9,1 моль продукта R. На начало реакции продукты R и S отсутствовали. Определить константы скоростей реакций.
Скачать решение задачи 3.1-11 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-12 Жидкофазная реакция А + В → R проводится в непрерывном реакторе смешения. Константа скорости реакции k = 0,005 л/(моль•мин). Потоки веществ А и В подаются в реактор раздельно с равными объемными скоростями. Концентрации веществ в индивидуальных потоках соответственно СА = 2,4 моль/л, СВ = 3,6 моль/л. Необходимая степень превращения вещества А равна 80%. Определить допустимый расход веществ А и В в час.
Скачать решение задачи 3.1-12 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-13 Производство этилацетата описывается химическим уравнением:
С2Н5ОН + СН3СООН → СН3СООС2Н5 + Н2О.
Константа скорости прямой реакции 7,9•10-6 м3/(кмоль•с), константа равновесия при температуре реакции - 2,9. Водный раствор реакционной смеси содержит 25 % массовых долей кислоты, 46 % массовых долей спирта и не содержит эфира. Требуемая степень превращения кислоты составляет 35 %.
Рассчитать объем трубчатого реактора для производства 25 т/сут этилацетата, принимая, что плотность реакционной смеси остается постоянной и равной 1020 кг/м3.
Скачать решение задачи 3.1-13 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-14 Жидкофазная реакция 2A → R + S имеет константу скорости 0,38 л/(моль•с). Объемный расход вещества А с концентрацией СА0 = 0,4 моль/л равен 40 л/мин.
Определить объемы реакторов РИС-н и РИВ при проведении процесса до степеней превращения 0,3; 0,5; 0,7; 0,9.
Скачать решение задачи 3.1-14 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-15 Жидкофазная необратимая реакция первого порядка проводится в реакторе смешения периодического действия без изменения массовой плотности реагирующих веществ. Продукты реакции в исходном растворе отсутствуют. За время t = 120 с в целевой продукт превращается 20% исходного вещества.
Определить степень превращения в непрерывном реакторе смешения при времени пребывания 360 мин.
Скачать решение задачи 3.1-15 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3-1-16 Жидкофазная необратимая реакция первого порядка имеет константу скорости 0,45 мин-1. Объемный расход реагента А с концентрацией СА0 = 1,6 моль/л составляет 3,6 м3/ч.
Определить производительность по продукту R в реакторе идеального смешения и реакторе идеального вытеснения, если их объемы равны 145 л.
Скачать решение задачи 3.1-16 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-17 Жидкофазная реакция A → 2R имеет константу скорости реакции равную 3,8ч-1. Объёмный расход исходного вещества составляет 33,5 м3/ч. Концентрация СА0=0,8 моль/л. Рассчитать суточную производительность по продукту R для реактора смешения объемом 4м.
Скачать решение задачи 3.1-17 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-18 Жидкофазная обратимая реакция второго порядка 2А ↔ R + S имеет константу скорости прямой реакции k = 2-10-3 м3/(кмоль*с) и константу равновесия КP = 9. Объемный расход исходного вещества с концентрацией СA0 = 1,5 моль/л составляет 4,8 м3/ч, требуемая степень превращения вещества А - 80% равновесной степени превращения.
Определить необходимые объемы реакторов идеального смешения и идеального вытеснения для проведения данного процесса.
Скачать решение задачи 3.1-18 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-19 Жидкофазная реакция A + B = R + S с константой скорости прямой реакции k1 = 1,8 л/(моль•мин) и константой скорости обратной реакции k-1 = 0,8 л/(моль•мин), проводится в реакторе идеального смешения объемом 40 л. Потоки веществ А и В подаются в реактор раздельно с равными концентрациями СА = СВ = 0,8 моль/л. Вещества А и В в реакторе находятся в стехиометрическом соотношении. Требуемая степень превращения вещества А хА = 0,9 хАравн. Рассчитать объемный расход реагентов.
Скачать решение задачи 3.1-19 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-20 Жидкофазная реакция 2А → R с константой скорости реакции равной 0,4 мин-1 проводится в реакторе идеального смешения объемом 0,5 м3. Объемный расход вещества А составляет 20 л/мин. Определить какую степень превращения можно достигнуть в этих условиях, и рассчитать объем реактора идеального вытеснения для достижения той же степени превращения и производительность по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-20 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-21 В непрерывном реакторе идеального смешения осуществляется жидкофазный процесс, описываемый последовательной реакцией
Константы скорости реакций k1=0,6 ч-1, k2=0,8 ч-1. Объёмный расход реакционной смеси равен 2,4 м3/ч. Исходные концентрации веществ соответственно: СА0=5моль/л, СR0=СS0=0.
Рассчитать необходимый объем реактора для получения максимального выхода целевого продукта R, степень превращения исходного вещества А, селективность и выход по целевому продукту, суточную производительность по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-21 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-22 В непрерывном реакторе идеального вытеснения осуществляется жидкофазный процесс, описываемый последовательной реакцией
Константы скорости реакций k1=0,6 ч-1, k2=0,8 ч-1. Объёмный расход реакционной смеси равен 2,4 м3/ч. Исходные концентрации веществ соответственно: СА0=5моль/л, СR0=СS0=0.
Рассчитать необходимый объем реактора для получения максимального выхода целевого продукта R, степень превращения исходного вещества А, селективность и выход по целевому продукту, суточную производительность по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-22 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-23 В проточном реакторе идеального смешения проводится реакция:
A+B -k→R
Однако вещества А и В склонны к полимеризации, описываемой уравнениями:
2A -k2→S и 2B -k2→D
Определить оптимальное соотношение А и В в реакторе для получения максимального выхода целевого продукта R.
Скачать решение задачи 3.1-23 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-24 Жидкофазный процесс описывается сложной параллельной реакцией
Объемный расход вещества А с концентрацией СА0 = 0,8 кмоль/м3 равен 2,4 л/мин. Требуемая степень превращения xА = 0,85.
Выбрать тип реактора, рассчитать его объем, интегральную селективность и производительность по целевому продукту R, если: 1) k1 = 1,5 мин-1; k2 = 4 мин-1; 2) k1 = 4 мин-1; k2 = 1,5 мин-1.
Скачать решение задачи 3.1-24 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-25 Жидкофазный процесс описывается последовательной реакцией
Константы скорости реакций k1=2 ч-1, k2=0,8 ч-1. Объёмный расход реакционной смеси равен 1,2 м3/ч. Исходная концентрация вещества А равна СА0=1,8моль/л.
Рассчитать объем реактора идеального смешения для получения С, селективность и производительность по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-25 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-26 Жидкофазный процесс описывается реакцией:
A -k1→R
A -k2→S
Константы скоростей реакции k1 = 3,8 мин-1; k2 = 1,5 мин-1. Исходная концентрация вещества А с равна 1,4 моль/л. Требуемая степень превращения хА = 0,9.
Определить какое количество вещества А можно переработать в РИС-н объемом 0,6 м3 и в РИВ объемом 0,2 м3. Рассчитать селективность и производительность по целевому продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-26 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-27. Газофазная необратимая реакция второго порядка А → 3R исследовалась в опытном реакторе, представляющем собой трубу длиной 1,8 м и диаметром 2,54 см. Реакцию изучали при температуре 350 °С под давлением 4,9*105 Па. Расход исходной смеси газа составлял 31*10-5 м3/с. При этих условиях была достигнута степень превращения ХА = 0,6. Промышленный процесс проводят при температуре 350 °С и давлении 2,45*106 Па. Мощность промышленной установки по газу составляет 2,35*10-2 м3/с. Исходная газовая смесь содержит 50% вещества А и 50% инерта. Требуемая степень превращения 0,8.
Определить, какое количество труб указанного размера должен иметь промышленный реактор.
Скачать решение задачи 3.1-27 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-28 Газофазный процесс, описываемый простой необратимой ре-акцией 2A → 3R + S первого порядка, проводится при температуре 457 °С и давлении 9,8*105 Па. Константа скорости равна 1,25*10-3 с-1, скорость подачи исходного реагента - 2,5*10-3 кмоль/с, требуемая степень превращения 0,9.
Определить объем реактора идеального вытеснения для проведения данного процесса.
Скачать решение задачи 3.1-28 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-29 Газофазная реакция А → S осуществляется в реакторе идеального вытеснения до степени превращения равной 0,9. Константа скорости реакции k = 2,3•10-2 с-1. В реактор подается исходный реагент А в количестве 2•10-4 кмоль/с при температуре 227 °С и давлении 9,8•104 Па.
Рассчитать требуемый объем реактора.
Скачать решение задачи 3.1-29 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-30 Определить объем реактора идеального вытеснения для проведения процесса разложения фосфина. Реакция 2РН3 = 2Р(г) + 3Н2 протекает по первому порядку.
Процесс проводится под давлением 4,51*105 Па и при температуре 377 °С. Расход фосфина составляет 5,03*10-4 кмоль/с. Константа скорости реакции равна 2,78*10-3 с-1.
Газовая постоянная К = 0,804*104 Па-м3/(кмоль*град). Требуемая степень превращения фосфина равна 0,8.
Скачать решение задачи 3.1-30 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-31 Реакция метана с серой СН4 + 2S2 = CS2 + 2H2S проводится при температуре 873 К и атмосферном давлении в реакторе идеального вытеснения. Расход серы в общем количестве газа, подаваемого в реактор, в 2 раза больше, чем расход метана. Константа скорости реакции k= 11,9 м3/(моль•ч).
Определить время пребывания реакционной смеси в реакторе для достижения степени превращения метана равной 0,7.
Скачать решение задачи 3.1-31 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-33 Жидкофазный процесс, описываемый обратимой реакцией второго порядка A + B = R + S с константами скорости прямой k1 = 22 л/(моль-мин) и обратной k-1 = 2 л/(моль-мин) реакций, проводится в РИС-н объемом 0,5 м3. Потоки веществ А и В подаются в реактор раздельно с равными концентрациями САисх=СВисх. После взаимного разбавления потоков концентрация СА0 = 1,6 кмоль/м3, а соотношение концентраций СА0:СВ0 = 1:1,5. Процесс проводится до хВ = 0,6.
Определить объемные потоки исходных веществ и производительность по продукту R. Рассчитать производительность системы состоящей из трех реакторов указанного объема, соединенных последовательно, при достижении заданной степени превращения.
Скачать решение задачи 3.1-33 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-34 Жидкофазный процесс описывается сложной реакцией
A + 3B = D + S
2А= R
2R = Р
Исходная смесь, в которой отсутствуют продукты реакций, подается с объемным расходом 5 л/с и концентрацией вещества А СА0 = 10 кмоль/м3. На выходе из реактора концентрации CB = 2, СA = 5, CR = 1, CS = 3кмоль/м3 Определить расход реагента В.
Скачать решение задачи 3.1-34 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-35. Процесс описывается реакцией второго порядка типа 2А → R с константой скорости равной 2,8*10-2 м3/(кмоль с). Исходная концентрация вещества А в потоке составляет 0,8 кмоль/м3. Требуемая степень превращения вещества А состовляет 0,85. Определить часовую производительность по продукту R в реакторе вытеснения объемом 0,6 м3 и в реакторе смешения объемом 2 м3.
Скачать решение задачи 3.1-35 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-36. Жидкофазный процесс описывается последовательной реакцией типа
Константы скорости реакций k1=0,5 ч-1, k2=0,8 ч-1. Исходная концентрация вещества А равна 1,8моль/л. Объёмный расход вещества а составляет 18 м3/ч. Рассчитать объем реактора смешения для получения максимального количества вещества R, селективность и производительность по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-36 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-37 Жидкофазная реакция типа А=2R имеет константу скорости k=0,12мин-1. Концентрация вещества А равна 3,0моль/л. Реакция осуществляется в реакторе вытеснения объемом 0,3. Заданная степень превращения вещества А составляет 0,88. Определить производительность по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-37 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-38 Жидкофазная реакция типа А=2R имеет константу скорости k=3,8 ч-1 Объемный расход исходного вещества с концентрацией 0,8 моль/л составляет 14,5 м3/ч.
Определить суточную производительность по продукту R для реактора смешения объемом 4 м3.
Скачать решение задачи 3.1-38 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3-1-40 Жидкофазный процесс описывается реакцией первого порядка с константой скорости 0,12 мин-1. Концентрация вещества А в исходном потоке равна 3 кмоль/м3. Требуемая степень превращения вещества А составляет 0,88.
Определить какое количество вещества А можно переработать в реакторе идеального смешения объемом 3,6 м3.
Скачать решение задачи 3.1-40 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-41 Процесс описывается реакцией второго порядка с константой скорости реакции равной 2,3*10-3 м3/(кмоль*с). Исходная концентрация вещества А составляет 0,6 моль/л, объемный расход вещества А - 3,6 м3/ч. Определить производительность реактора смешения объемом 0,4 м3 по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-41 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-42. Процесс описывается реакцией второго порядка с константой скорости 2,3-10-2 м3/(кмоль-с). Исходная концентрация вещества А составляет 0,6 моль/л, объемный расход вещества А - 3,6 м3/ч.
Определить производительность реактора вытеснения объемом 200 л по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-42 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-43 Процесс описывается реакцией первого порядка А -> 2R с константой скорости 2,3*10-3 с-1. Исходная концентрация вещества А составляет 1,6 моль/л, объемный расход вещества А = 3,6 м3/ч. Заданная степень превращения по веществу А равна 0,86.
Определить производительность реактора вытеснения по продукту R и его объем.
Скачать решение задачи 3.1-43 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-44 Процесс описывается реакцией первого порядка типа А=2R с константой скорости k=2,3*10-3 с-1. Исходная концентрация вещества А составляет 1,6 моль/л, заданная степень превращения по веществу А – 0,86. Объём реактора смешения равен 0,3 м3.
Определить, какое количество вещества А можно переработать за сутки.
Скачать решение задачи 3.1-44 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-45 Процесс описывается обратимой реакцией первого порядка А <=> 2R с константами скоростей k1 = 2,4 ч-1 (прямой реакции), k2 = 0,4 л/(моль*ч) (обратной). Исходная концентрация вещества А составляет 1,6 моль/л. Заданная степень превращения вещества R равна 0,9 равновесной. Объем реактора смешения составляет 0,3 м3. Определить производительность реактора по веществу R за сутки.
Скачать решение задачи 3.1-45 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-46 Процесс описывается обратимой реакцией первого порядка 2А <=> R с константами скоростей k1 = 61,4 м /(моль*ч) (прямой реакции), k2 = 2,4 ч (обратной). Исходная концентрация вещества А составляет 1,4 моль/л. Заданная степень превращения вещества R равна 0,8 равновесной. Объем реактора смешения составляет 0,22 м3. Определить производительность реактора по веществу R за час.
Скачать решение задачи 3.1-46 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-47 Процесс описывается реакцией первого порядка типа А=2R с константой скорости k=0,6 мин-1. Заданная степень превращения по веществу А – 0,85. Исходная концентрация вещества А составляет 1,8 кмоль/м3, производительность реактора по продукту R= 5,8кмоль/ч. Определить требуемый объем реактора вытеснения.
Скачать решение задачи 3.1-47 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-48 Процесс описывается реакцией первого порядка типа А=2R с константой скорости k=0,24 мин-1. Заданная степень превращения по веществу А = 0,8. Исходная концентрация вещества А составляет 1,8 кмоль/м , производительность реактора по продукту R= 5,8кмоль/ч.
Определить требуемый объем реактора смешения и объемный расход исходной смеси.
Скачать решение задачи 3.1-48 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-49. Процесс описывается реакцией типа 2А → R с константой скорости равной 0,64 л/(моль мин). Заданная степень превращения вещества А состовляет 0,8, исходная концентрация вещества А составляет 1,8 кмоль/м3, производительность реактора по продукту R = 3,8 кмоль/ч. Определить требуемый объем реактора смешения.
Скачать решение задачи 3.1-49 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-50. Процесс описывается реакцией типа 2А → R с константой скорости равной 0,24 л/(моль*мин). Исходная концентрация вещества А составляет 1.8 кмоль/м3, производительность реактора по продукту R = 3,8 кмоль/ч, концентрация продукта R на выходе – 0,8 моль/л.
Определить требуемый объем реактора вытеснения и получаемую степень превращения вещества А.
Скачать решение задачи 3.1-50 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1--51. Процесс описывается реакцией типа 2А → R с константой скорости равной 0,24 л/(моль мин). Исходная концентрация вещества А составляет 1.8 кмоль/м3. Процесс проводится в реакторе вытеснения объемом 0,8 м3. Объемный расход вещества А равен 1,8 м3/ч. Определить производительность реактора по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-51 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-52 Процесс описывается реакцией типа А + В = R с константой скорости равной 0,54 л/(моль/мин). Объемные потоки вещества А с концентрацией 1,8 моль/л и вещества В с концентрацией 2,7 моль/л равны 100 и 80 л/мин. Производительность реактора по продукту R составляет 8,64 кмоль/ч, концентрация продукта R на выходе - 0,8 моль/л. Определить требуемый объем реактора смешения.
Скачать решение задачи 3.1-52 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-53 Процесс описывается реакцией типа А + В → R с константой скорости равной 0,28 л/(моль/мин). Объемные потоки вещества А с концентрацией 1,6 моль/л и вещества В с концентрацией 2,0 моль/л равны 100 л/мин. Процесс проводится в реакторе смешения объемом 1,2 м3. Определить производительность реактора по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-53 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-54. Процесс описывается параллельной реакцией типа
с константами скоростей k1=2,8*10-1 л/(моль*мин) и k2=0,12 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А с концентрацией 1,6 моль/л равен 100 л/мин, объем реактора смешения -1,2м3.
Определить производительность реактора и селективность процесса по веществу R
Скачать решение задачи 3.1-54 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-55. Процесс описывается параллельной реакцией типа
с константами скоростей k1=2,8*10-1 л/(моль*мин) и k2=0,12 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А с концентрацией 1,6 моль/л равен 100 л/мин, объем реактора вытеснения -0,4 м3.
Определить производительность реактора и селективность процесса по веществу S.
Скачать решение задачи 3.1-55 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-56. Процесс описывается параллельной реакцией типа
с константами скоростей k1=2,8*10-1 л/(моль*мин) и k2=0,12 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А с концентрацией 1,6 моль/л равен 100 л/мин. Процесс проводится в реакторе вытеснения. Определить объем реактора и концентрацию вещества S при условии, что производительность реактора по продукту R составляет 4,8 м3.
Скачать решение задачи 3.1-56 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-57. Процесс описывается параллельной реакцией типа
с константами скоростей k1=2,8*10-1 л/(моль*мин) и k2=0,12 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А с концентрацией 1,6 моль/л равен 100 л/мин. Процесс проводится в реакторе смешения. Определить объем реактора и достигаемую в нем степень превращения вещества А при условии, что производительность по продукту R составляет 4,8кмоль/ч.
Скачать решение задачи 3.1-57 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3-1-58. Процесс описывается параллельной реакцией типа с константами скоростей k1 = 2,8*10-1 л/(моль*мин) и k2 = 0,12 л/(моль*мин). Поток вещества А поступает с концентрацией 1,6 моль/л. Процесс проводится в реакторе вытеснения объемом 140л. Степень превращения вещества А составляет 0,7.
Определить производительность реактора по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-58 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-59 Процесс описывается параллельной реакцией типа:
A -(k1)→ R
A -(k2)→ S
с константами скоростей k1 = 2,8*10-1 л/(моль*мин) и k2 = 0,12 л/(моль*мин). Поток вещества А поступает с концентрацией 1,6 моль/л. Процесс проводится в реакторе смешения объемом 200 л. Степень превращения вещества А составляет 0,8. Определить допустимый расход вещества А.
Скачать решение задачи 3.1-59 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-60 Процесс описывается параллельной реакцией типа:
A -(k1)→ R
A -(k2)→ S
с константами скоростей k1 = 1,8*10-1 л/(моль*мин) и k2 = 0,06*10-1 л/(моль•мин). Объемный поток вещества А равен 250 л/мин. Процесс проводится в реакторе смешения объемом 250 л. Концентрация вещества R на выходе из реактора равна 1,2 моль/л.
Определить концентрацию вещества А на входе в реактор и степень превращения вещества А.
Скачать решение задачи 3.1-60 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-61 Процесс описываемый последовательной реакцией типа A → R → S с константами скоростей k1 = 1,8•10-1 л/(моль•мин) и k2 = 0,06 л/(моль•мин). Объемный поток вещества А равен 40л/мин. Процесс проводится в реакторе смешения объемом 60 л. Концентрация вещества А на входе в реактор составляет 2,4 моль/л. Определить концентрации веществ на выходе из реактора.
Скачать решение задачи 3.1-61 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-62 Процесс описываемый последовательной реакцией типа A → R → S с константами скоростей k1 = 1,8*10-1 л/(моль*мин) и k2 = 0,06 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А равен 40л/мин. Процесс проводится в реакторе смешения объемом 260 л. Концентрация вещества А на входе в реактор составляет 2,4 моль/л. Определить производительность реактора по продукту R, степень превращения вещества А и селективность по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-62 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-63 Процесс описываемый последовательной реакцией типа A → R → S с константами скоростей k1=2,4*10-1 л/(моль*мин) и k2=0,18 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А равен 3,6 м3/ч. Процесс проводится в реакторе смешения объемом 240 л. Концентрация вещества А на входе в реактор составляет 3,4 моль/л.
Определить концентрации всех веществ на выходе из реактора, степень превращения А и селективность по продукту R.
Скачать решение задачи 3.1-63 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-65 Процесс описываемый последовательной реакцией типа A → R → S с константами скоростей k1 = 1,2*10-1 л/(моль*мин) и k2 = 0,8 л/(моль*мин). Объемный поток вещества А равен 3,6 м3/ч. Концентрация вещества А на входе в реактор составляет 3,4 моль/л, а степень првращения его - 0,48. Определить концентрации веществ R и S на выходе из реактора и объем реактора смешения.
Скачать решение задачи 3.1-65 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-66. В непрерывном реакторе идеального смешения проводится последовательная реакция типа
Константы скорости реакций k1=2 ч-1, k2=0,8 ч-1. Исходная концентрация вещества А равна СА0=5 кмоль/м3. Продукты R и S на входе в реактор отстутствуют. Рассчитать необходимый объем реактора смешения для максимального выхода целевого продукта R, степень превращения исходного реагента, селективность и выход по целевому продукту, если объёмный расход составляет 2,4 м3/ч.
Скачать решение задачи 3.1-66 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-67 По условию задачи 3.1-66 рассчитать необходимый объем реактора вытеснения, степень превращения вещества А, селективность и выход целевого продукта.
3.1-66 (условие) В непрерывном реакторе смешения проводится последовательная реакция типа А → R → S с константами скоростей k1 = 0,5 ч-1 и k1 = 0,8 ч-1. Исходная концентрация вещества А равна 5 кмоль/м3. Продукты R и S на входе в реактор отсутствуют. Рассчитать необходимый объем реактора смешения для максимального выхода целевого продукта R, степень превращения исходного реагента, селективность и выход по целевому продукту, если объемный расход составляет 2,4 м3/ч.
Скачать решение задачи 3.1-67 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.1-70 Жидкофазная реакция типа A → 2R имеет константу скорости равную 3,8 ч-1. Объемный расход исходного вещества с концентрацией 0,8 моль/л составляет 14,5 м3/ч.
Рассчитать суточную производительность по продукту R для реактора смешения объемом 4 м3.
Скачать решение задачи 3.1-70 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-1 В проточном реакторе идеального смешения проводится обратимая экзотермическая реакция первого порядка.
Показать, что температура, при которой будет достигнута максимальная степень превращения, определяется формулой
Считать, что константы скорости реакции, энергии активации и время пребывания смеси в реакторе заданы.
Скачать решение задачи 3.2-1 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-2 Процесс, описываемый параллельной реакцией
протекает в диапазоне температур от 573 до 773 К.
При какой температуре необходимо проводить процесс, чтобы обеспечить образование максимального числа молей продукта R в реакторах идеального вытеснения и идеального смешения непрерывного действия, если константы скорости, с-1, описываются уравнениями k1= 1015exp[–20000/(RT)], k2 = 1014ехр[–10000/(RT)]?
Скачать решение задачи 3.2-2 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-3 Процесс, описываемый параллельной реакцией
Проводиться в реакторе идеального смешения при изотерическом режиме работы.
Определить температуру, при которой должен работать реактор, чтобы на образование 2 моль продукта R образовывался 1 моль продукта S.
Константы скоростей реакции, с-1, определяются уравнениями: k1=6*1013ехр[-37000/(RT)], k2= 3,7*1013 ехр[-40000/(RT)].
Скачать решение задачи 3.2-3 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-5 Жидкофазный процесс, описываемый параллельно-последовательной реакцией
осуществляется в проточном реакторе идеального смешения. Константы скорости, с-1, реакции: k1= 1010ехр[-64000/(RT)]; k2 =108 ехр[-80000/(RT)]; k3 = 107 exp[-40000/(RT)].
Определить оптимальную температуру, при которой будет, достигнут максимальный выход продукта R, если требуемая степень превращения исходного вещества составляет 80%.
Скачать решение задачи 3.2-5 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-6 В каскаде из трех реакторов равного объема проводится жидко-фазная реакция А = R + Qp при температуре 368 К. Тепловой эффект реакции равен 1,67*106 Дж/кг. Константа скорости реакции, с-1, описывается уравнением k = 4•106ехр(–7900/Т). Произведение pср= 4,2*106 Дж/град правильная размерность (кг/м3•Дж/(кг*град) = Дж/(м3*град)) остается постоянным и не зависит от степени превращения и температуры. Исходная концентрация вещества А в потоке равна 1 кмоль/м3, молярная масса вещества А – 100 кг/кмоль, производительность каскада по продукту R - 0,375*10-3 кмоль/с, требуемая степень превращения вещества А – 0,95. Первый реактор каскада работает в адиабатическом режиме, второй и третий - с отводом теплоты. Температура реакционной смеси падает в трубопроводах между первым и вторым реактором на 3 град, а между вторым и третьим па 5 град. Коэффициент теплопередачи во втором и третьем реакторе от реакционной смеси к охлаждающей воде равен 11000 Вт/(м2*К). Температура охлаждающей воды в теплообменниках второго и третьего реакторов составляет 288 К.
Определить: поверхность теплообмена во втором и третьем реакторах каскада; необходимую температуру смеси на входе в первый реактор каскада; объем единичного реактора каскада. Показать, что первый реактор каскада работает в устойчивом режиме.
Скачать решение задачи 3.2-6 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-7 Газовая смесь поступает в реактор со скоростью 2,5*10-3 кмоль/с. Начальная температура смеси – 833 К, давление - 5*105 Па, диаметр реактора – 0,2 м. В реакторе адиабатически протекает химическая реакция А + В = R + Qp. Состав исходной смеси в молярных долях, %, следующий: 40 – А, 40 – В и 20 – инертных газов. Теплоемкости исходных реагентов, продуктов реакции и инертных газов соответственно равны 25*10^3, 42*103, 21*103 Дж/(кмоль*К). Тепловой эффект реакции при температуре 278 К составляет 53,3*106 Дж/кмоль. Зависимость константы скорости от температуры:
Определить необходимую длину реактора для достижения степени превращения по веществу А равной 95 %.
Скачать решение задачи 3.2-7 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-8 В проточном реакторе идеального смешения объемом 2 м3 проводится необратимая экзотермическая реакция с константой скорости, с-1, описываемой уравнением k = 1012ехр[-90000/(/R*T)]. Теплоемкость реакционной смеси равна 20790 Дж/(кг*К) и не зависит от температуры и степени превращения. Плотность реакционной смеси остается постоянной и равной 1000 кг/м3.
Исходный реагент с концентрацией 6 кмоль/м3 подается в реактор со скоростью 5 м3/ч. Тепловой эффект реакции равен 96600 Дж/моль. Температура в реакторе не должна превышать 333 К.
Рассчитать, при какой температуре следует подавать исходный раствор, чтобы процесс протекал в адиабатическом режиме.
Скачать решение задачи 3.2-8 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-9 В реакторе идеального вытеснения, работающем в адиабатическом режиме, протекает необратимая экзотермическая реакция первого порядка.
Определить минимальную температуру, которую необходимо под-держивать на входе в реактор, чтобы обеспечить устойчивый режим работы, если тепловой эффект реакции равен 13500 Дж/моль, а удельная теплоемкость реакционной смеси ср = 145 Дж/(моль-К). Связь степени превращения и температуры представлена следующими данными:
х 0,1 0,25 0,58 0,72 0,88 0,9
Т, К 283 293 303 313 323 333
Скачать решение задачи 3.2-9 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-10 В реакторе идеального смешения объемом 0,3 м3 проводится экзотермическая реакция первого порядка А > R + Qp. Константа скорости реакции, мин-1, описывается уравнением k = 103ехр[-20000/(RT)]. Тепловой эффект реакции сосавляет 9637 кДж/кмоль. Плотность реакционной массы не зависит от температуры и степени превращения и равна 420 кг/м3, удельная теплоемкость раствора - 3,8 кДж/(кг•К). Растворе реагента А подается в реактор с концентрацией 6 кмоль/м3 в количестве 0,6 м3/ч.
Рассчитать, при какой температуре следует подавать исходный раствор компонента А в реактор, работающий в адиабатическом режиме, чтобы температура в нем не превышала 60 °С.
Скачать решение задачи 3.2-10 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-11 Определить максимальную производительность установки, состоящей из двух реакторов, соединенных последовательно: реактора идеального смешения объемом 0,6 м3 и реактора идеального вытеснения объемом 0,1 м3, при проведении реакции 2A -> R + Qр. Константа скорости реакции, м3/(кмоль-с), описывается уравнением k = 4*109ехр(-8000/T). Концентрация реагента А в исходном потоке равна 0,5 кмоль/м3. Исходная температура потока составляет 20 °С, адиабатический разогрев - 60 °С, требуемая степень превращения - 0,96. Установка работает в адиабатическом режиме.
Скачать решение задачи 3.2-11 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-12 В реакторе идеального вытеснения проводится реакция А +В = R + S +Qp в адиабатическом режиме. Концентрации веществ А и В в исходных потоках равны 2,4 кмоль/м3. Общий расход реакционной смеси составляет 1,55•10-3 м3/с, начальная температура потока - 20 °С, температура реакционной смеси на выходе из реактора - 53 °С, Константа скорости реакции описывается уравнением
k = 6,52*105exp(-5,1*103/Т)
Определить объем реактора, необходимый для достижения степени превращения по веществу А равной 0,82
Скачать решение задачи 3.2-12 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-13 Определить температуру проведения реакции и степень пре-вращения, которые будут достигнуты, если реакцию A → R + Qp про-водить в адиабатическом режиме в реакторе идеального смешения объемом 0,05 м3. Объемный расход реагента А с концентрацией 3 кмоль/м3 равен 1,75*103 м3/с, константа скорости реакции, с-1, описывается уравнением k = 105ехр[-45300/(R*T)]. Тепловой эффект реакции составляет 2,8*107 Дж/кмоль. Плотность реакционной смеси равна 524 кг/м3, а теплоемкость - 1200 Дж/(кг-К) и не зависят от степени превращения. Температура входящего потока - 325 К.
Скачать решение задачи 3.2-13 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-14 В реакторе идеального вытеснения объемом 1,26 м3, работающем в адиабатических условиях, проводится реакция первого порядка 2А = R + Qp, с константой скорости, с-1, описываемой уравнением k = 1013ехр[-1200/T]. В реактор подается поток с концентрацией вещества А 3,2 кмоль/м3 при 325 К. Температура реакционной смеси на выходе из реактора составляет 357 К, тепловой эффект реакции - 2,7*107 Дж/кмоль, теплоемкость реакционной смеси - 2,2*103 Дж/(кг*К), плотность реакционной смеси - 850 кг/м3. Определить производительность реактора по продукту R.
Скачать решение задачи 3.2-14 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-15 Необратимую экзотермическую реакцию А = R + Qp с тепловым эффектом равным 2*107 Дж/кмоль проводят в адиабатическом реакторе идеального смешения объемом 10 м3. Константа скорости, с-1, описывается уравнением k = 1013ехр(-12000/Т). Плотность раствора не зависит от степени превращения и температуры и равна 850 кг/м3. Удельная теплоемкость постоянна и равна 2200 Дж/(кг*К). Раствор с концентрацией реагента А равной 5 кмоль/м3 подается в реактор в количестве 10-2 м3/с.
Определить температуру проведения реакции и степень превращения, если раствор реагента А продается при: 290; 300; 310 К.
Скачать решение задачи 3.2-15 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-16 В реакторе идеального смешения непрерывного действия, работающем в адиабатическом режиме, проводится реакция A + B -> R + S + Qp константой скорости, л/(моль-с), описываемой уравнением k = 5,08*105ехр[-4,23*104/(R*T)], и тепловым эффектом равным 75000 кДж/(моль-А). Концентрации исходных реагентов САО = Сво = 1,2 кмоль/м3. Темлоемкость реакционной смеси постоянна и равна 1,8 кДж/(кг-К). Исходный раствор подается с температурой 20 °С в количестве 12 м3/ч. Определить объем реактора для достижения степени превращения
Скачать решение задачи 3.2-16 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-18 В реакторе идеального смешения непрерывного действия проводится экзотермическая реакция А -> R + Qр с тепловым эффектом равным 190 кДж/кмоль. Расход реагента А с температурой 15 °С составляет 0,2 кмоль/с, теплоемкость реакционной смеси - 16,7 кДж/(кмоль*К), температура реакционной смеси на выходе из реактора - 49 °С, степень превращения по веществу А - 0,8, средняя разность температур между охлаждающим агентом и реакционной смесью - 10 град, коэффициент теплопередачи равен 419 кДж/(м2*с*К).
Определить количество отводимой или подводимой теплоты и требуемую площадь теплообмена.
Скачать решение задачи 3.2-18 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков) (цена 200р)
Задача 3.2-19 Необратимая экзотермическая реакция А > R + Qp с константой скорости, с-1, описываемой уравнением: k = 2,7•108еxp(-7900/(T), проводится в каскаде из трех реакторов идеального смешения равных по объему 2 м3. Тепловой эффект реакции составляет 6,5•107 Дж/кмоль А, концентрация исходного реагента - 0,5 кмоль/м3. Теплоемкость реакционной смеси равна 2400 Дж/(кг•К), а плотность - 850 кг/м3 и не зависят от температуры. Реакционная смесь подается в реактор с температ (цена 200р)урой 5 °С и скорость 2•10-3 м3/с.
Определить, какое количество теплоты надо подводить или отводить от каждого реактора, если в них поддерживать следующие температуры 15, 25, 35 °С.
Скачать решение задачи 3.2-19 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)
Задача 3.2-20 Экзотермическая реакция А → R + Qp проводится в непрерывном реакторе идеального смешения, работающем в адиабатическом режиме. Тепловой эффект реакции равен 149 кДж/моль. Исходная концентрация вещества А составляет 0,25 молярной доли. Теплоемкость реакционной смеси постоянна и равна 2,2 кДж/(моль*К). Требуемая степень превращения вещества А составляет 0,95.
Определить температуру реакционной смеси на входе в реактор, если зависимость хА = f(T) представлена следующими данными:
Отвечает ли полученный результат устойчивому режиму работы реактора идеального смешения?
Скачать решение задачи 3.2-20 (В.И. Игнатенков, В.С Бесков)