Задачи Гутник

 

Гутник примеры и задачи по технологии орг синтеза примеры и задачи по химической технологии на заказ

Гутник примеры и задачи по технологии орг синтеза часть 6

Хлорирование и гидрохлорирование непредельных углеводородов

Pr-37. На установку хлорирования Пропилена производительностью 1050 кг аллилхлорида в час подают в час 1925 м3 технического пропилена, объемная доля С3Н6 в котором 96%- Определить затраты электролитического хлора (объемная доля хлора 98%) мольное соотношение С3Н6 : Сl2, если выход аллилхлорида составляет 80% по хлору.

Скачать решение задачи Pr-37 (цена 100р)

Pr-38. Определить объемную скорость подачи хлорводорода на установку окислительного хлорирования этилена, если объем псевдоожиженного слоя катализатора в реакторе составляет 75 м3, производительность установки по дихлорэтану 12500 кг/ч, выход дихлорэтана 85% по хлорводороду. Определить объем воздуха для проведения процесса.

Скачать решение задачи Pr-38 (цена 100р)

Pr-39. Определить объемный .расход охлаждающей воды для снятия выделяющейся теплоты в хлораторе при -получении дихлорэтана (3000 кг/ч) прямым хлорированием этилена, если охлаждающая вода в процессе теплообмена .нагревается на 7 К, а тепло вой эффект процесса равен 200 кДж/моль.

Скачать решение задачи Pr-39 (цена 100р)

Задача 23З. Определить объем катализатора в реакторах гидрохлорирования этилена при производительности 550 кг/ч по этилхлориду, если выход зтилхлорида равен 90% по этилену, а объемная скорость подачи газовой смеси с мольным соотношением HCl : С2Н4, равным 1,05 : 1, составляет 100 ч-1.

Скачать решение задачи 233 (цена 100р)

Задача 234. Определить производительность установки по и ил хлориду, если объем катализатора в реакторах равен 4,1 м3, объемная скорость подачи смеси (НСl+C2H4) составляет 110 ч-1, выход этилхлорида равен 40%, мольное соотношение хлорводорода и этилена равно 1,05 : 1.

Задача 235. Определить число реакторов, необходимых для прямого хлорирования этилена, если при этом получается в час 1510 кг дихлорэтана-сырца, время пребывания реакционной массы в реакторе 4 ч, плотность реакционной массы 1240 кг/м3, объем стандартного реактора 6,2 м3, коэффициент заполнения реактора 0,8.

Задача 236. Определить число реакторов для получения в час 26т дихлорэтана методом окислительного хлорирования Этилена, если производительность 1 м3 катализатора составляет 172 кг дихлорэтана в час, а объем катализатора и одном реакторе 75 м3.

Задача 237. Определить объем катализатора в реакторе с псевдоожиженным слоем катализатора, если производительность реактора составляет 12,5 т дихлорэтана в час, объемная скорость подачи хлорводорода 79 ч-1, выход дихлорэтана 95% по хлор водороду.

Скачать решение задачи 237 (цена 100р)

Задача 238. Определить объемную скорость подачи хлорводорода в реактор окислительного хлорирования этилена, если объем псевдоожиженного слоя катализатора в реакторе составляет 75 м3, а производительность установки равна 13 т дихлорэтана в час. Определить объемный расход воздуха для проведения процесса, если выход дихлорэтана равен 85% по хлорводороду.

Задача 239. Определить объемный расход этилена для установки окислительного хлорирования с объемом псевдоожиженного слоя 75 м3, если производительность 1 м3 катализатора составляет 170 кг дихлорэтана в час, а степень конверсии этилена равна 92,5%.

Задача 240. Определить массовый расход этиленовой фракции, массовая доля этилена в которой равна 96%, и технического хлорводорода (массовая доля хлорводорода 0,5%) для получения в час 570 кг этилхлорида, если его выход по этилену равен 90%, а мольное соотношение этилена и хлорводорода равно 1,05 : 1.

Задача 241. Определить производительность установки по этилхлориду, если объем катализатора в реакторах ранен 4,1 м3, объемная скорость подачи смеси (хлорводород и этилен) составляет 100 ч-1, мольное соотношение НС1: С2Н4 равно 1,05 : 1, выход зтилхлорида 90% по этилену.

Задача 242. Определить объемные расходы технического хлора (объемная доля хлора 85%) и технического этилена (объемная доля этилена 92%) на установке производительностью 1500 кг дихлорэтана в час, если выход дихлорэтана равен 91% по хлору, а избыток этилена составляет 11% от стехиометрического. Определить расходные коэффициенты.

Задача 243. Определить затраты электролитического хлора (массовая доля хлора 95%) и этиленовой фракции массовая доля этилена 20%) для получения в час 2450 кг реакционной массы (массовая доля дихлорэтана 92%), если выход дихлорэтана составляет 91% по этилену, его избыток равен 11% от количества, необходимого дли проведения процесса. Определить также расходные коэффициенты.

Задача 244. Определить производительность установки по дихлорэтану, если в реактор хлорирования этилена подают в час 1950 кг технического хлора (массовая доля хлора 98%). Выход дихлорэтана составляет 95% по хлору. Определить расходный коэффициент по хлору.

Задача 245. Определить объемный расход этиленовой фракции (объемная доля этилена 92%) для получения в час 2000 кг дихлорэтана прямым хлорированием, если при хлорировании образуется трихлорэтан в количестве 5% от массы дихлорэтана, а степень конверсии этилена в дихлорэтан равна 91%.

Задача 246. Определить объемные расходы 96%-ного (объемные доли) пропилена и 98%-ного хлора для установки производительностью 1200 кг/ч по аллилхлориду, если выход аллилхлорида составляет 80% по хлору, а мольное соотношение пропилена и хлора равно 5:1.

Задача 247. Определить массовые расходы 97%-ного (массовые доли) пропилена и 98%-ного хлора для получения в час 2380 кг аллилхлорида-сырца (массовая доля аллилхлорида 85%), если выход аллилхлорида составляет 80% по хлору, а мольное соотношение пропилена и хлора равно 5:1.

Задача 248. На установку производительностью 1100 кг аллилхлорида в час подают 1215 м3 96%-ного (объемные доли) пропилена. Определить мольное соотношение пропилена и хлора, если выход аллилхлорида составляет 80% по хлору.

Задача 249. На установку получения аллилхлорида подают в час 1080 кг пропилена (массовая доля пропилена 98%). Определить производительность установки по аллилхлориду, если мольное соотношение пропилена и хлора равно 5:1, а выход аллилхлорида составляет 80% по хлору.

Задача 250. Определить тепловой эффект реакций образования

а) аллилхлорида
СН2=СН-СН3 + С12 -. СН2=СН-СН2С1 + НС1
б) 1,3-дихлорпропена-1
СН2=СН-СН3+2С1а -. СНС1=СН-СН2С1 + 2НС1

Задача 252. Определить количество теплоты, которое выделится при получении в час 2160 кг аллилхлорида-сырца, содержащего 82% аллилхлорида, 2% 2-хлорпропена-1 и 16% 1, 3-дихлорпропена-1, если тепловой эффект реакций образования равен: для аллилхлорида и 2-хлорпропена-1 103 кДж/моль, для 1,3-дихлорпропена-1 206 кДж/моль.

Задача 253. Определить расход теплоты, необходимой для предварительного нагревания в час 41000 кг пропилена от 20 до 40 °С. Определить также объемный расход топливного газа, необходимого для этой цели, если теплота его сгорания составляет 33100 кДж/м3, а удельная теплоемкость пропилена равна 1,6341 кДж/(кг*К).

Задача 254. Определить количество теплоты, которое выделится при образовании в час 1500 кг дихлорэтана-сырца методом прямого хлорирования этилена если массовая доля дихлорэтана в сырце составляет 92%, а тепловой эффект реакции равен 141 кДж/моль.

Скачать решение задачи 254 (цена 100р)

Задача 255. Определить количество теплоты, которое выделится при получении в час 12,5 т дихлорэтана методом окислительного хлорирования этилена, если тепловой эффект реакции равен 165 кДж/моль.

Задача 256. Определить часовой объемный расход охлаждающей воды для снятия выделяющейся теплоты в реакторе при получении в час 1440 кг дихлорэтана прямым хлорированием этилена, если тепловой эффект процесса равен 200 кДж/моль, а охлаждающая вода в процессе теплообмена нагревается от 293 до 315 К.

Задача 257. Определить производительность установки по хлоропрену в процессе газофазного дегидрохлорирования 1,2-дихлорбутена-3, если в реактор поступает в час 5500 кг 1,2-дихлорбутена- 3, а выход хлоропрена составляет 67% от теоретического.

Хлорирование и гидрохлорирование ацетилена

Pr-40. Определить производительность по 1,'1,2.2-тетрахлорэтану на установке хлорирования ацетилена, если на хлорирование подают в час 130 м3 осушенного ацетилена (массовая доля ацетилена 99,8%). Степень конверсии ацетилена в тетрахлорэтан 98%. Хлор подают на процесс в 5%-ном избытке От стехиометрического количества. Определить расходные коэффициенты.

Скачать решение задачи Pr-40 (цена 100р)

Pr-41. Определить число реакторов для получения винилхлорида, если на гидрохлорирование поступает в час 595 м3 хлорводорода. Объем катализатора в каждом реакторе 6 м3, производительность 1 м3 катализатора составляет 50 кг винилхлорида в час, выход винилхлорида 90% по хлорводороду.

Скачать решение задачи Pr-41 (цена 100р)

Pr-42. В трубчатую печь на пиролиз поступает в час 29 т дихлорэтана. Тепловая напряженность 1 м2 радиантной секции равна 37,2 кВт, количество переданной теплоты 1460 кДж на 1 кг образующегося винилхлорида, степень конверсии дихлорэтана в винилхлорид составляет 60%. Определить число труб радиантной камеры, если их длина равна 12,5 м, а диаметр 152x11 мм.

Скачать решение задачи Pr-42 (цена 100р)

Задача 258. Определить производительность установки по тетрахлорэтану на стадии хлорирования ацетилена, если на хлорирование подают в час 120 м3 осушенного ацетилена (массовая доля ацетилена 99,8%) а степень конверсии ацетилена в тетрахлорэтан равна 98%. Определить также расходный коэффициент ацетилена.

Задача 259. Определить производительность (по тетрахлорэтану) реактора-хлоратора для получения тетрахлорэтана методом жидкофазного хлорирования ацетилена, если расход электролитического хлора (массовая доля хлора 99%) составляет 235 м3/ч, а выход тетрахлорэтана 96% по хлору. Определить также расход хлора на 1 т тетрахлорзтана.

Задача 260. Определить число стандартных реакторов хлораторов (общая высота 10400 мм, высота насадки 7000 мм, диаметр реактора 900 мм), если производительность 1 м3 реакционного объема составляет 198,7 кг тетрахлорэтана в час, а производительность всей установки 1,75 т тетрахлорэтана в час.

Задача 261. Определить число реакторов-хлораторов (общая высота 10400 мм, высота насадки 7000 мм, диаметр реактора 900 мм), если длительность хлорирования 2,5 ч, количество тетрахлорэтана, образующегося за 1 час, составляет 5520 кг, а плотность тетрахлорэтана равно 1600 кг/м3. Рабочей высотой считать высоту насадки.

Скачать решение задачи 261 (цена 100р)

Задача 262. Определить массовые расходы винилхлорида (массовая доля винилхлорида 99,9%) и испаренного хлора (массовая доля хлора 99,5%) для получения в час 1940 кг трихлорэтана-сырца, если выход трихлорэтан; оставляет 95% по винилхлориду. Определить также расходные коэффициенты.

Задача 263. Определить массовые расходы хлорводорода (массовая доля HCl 99,9%) и технического ацетилена массовая доля ацетилена 99,5%) для получения в час 7660 кг винилхлорида-сырца (массовая доля винилхлорида 92%), если выход винилхлорида составляет 99,6% по ацетилену, а хлорводород берут с 10%-ным избытком от стехиометрического количества.

Задача 264. Определить массовые расходы хлорводорода и ацетилена для установки производительностью 1800 кг винилхлорида в час, если массовые доли компонентов в контактном газе таковы: 94,8% винилхлорида, 4,2% хлорводорода, 0,6% дихлорэтана, и 0,4% ацетальдегида.

Задача 265. В трубчатом реакторе для получения винилхлорида гидрохлорнрованием ацетилена имеется 1069 труб диаметром 57x3,5 мм и длиной 3 м. Определить объемный расход ацетилена, если производительность 1 м3 реакционного объема равна 65 кг/ч, а выход винилхлорида 96% по ацетилену.

Задача 266. Определить число реакторов для получения винилхлорида, если на гидрохлорирование ацетилена поступает 475 м3 хлорводорода. Объем катализатора в каждом реакторе 6 м3, производительность 1 м3 катализатора 50 кг вииилхлорида в час, а выход винилхлориза составляет 90% по хлорводороду.

Задача 267. Радиантная секция печи пиролиза дихлорэтана состоит из 20 труб диаметром 152x11 мм и длиной 2,5 м. Определить суточную мощность печи по винилхлориду, если степень конверсии дихлорэтана в винилхлорид составляет 60%, выход винилхлорида 98,2%, а удельный расход дихлорэтана (на 1 м2 внутренней поверхности радиантных труб) 340. кг/ч. 

Задача 268. В трубчатую печь на пиролиз поступает в час 35 т дихлорэтана. Тепловая напряженность 1 м2 радиантной секции равна 37,2 кВт, количество переданной теплоты 1460 кДж на 1 кг образующегося винилхлорида. а степень конверсии дихлорэтана в винилхлорид равна 50%. Определить число труб радиантной секции, если их длина 12,5 м, а диаметр 152x11 мм.

Задача 269. Определить число трубчатых реакторов для производства 2 т винилхлорида в час, если выход винилхлорида равен 98%по ацетилену, мольное соотношение С2Н2: НС1= 1 : 1,1, массовая доля хлорводорода в техническом сырье 97%, а нагрузка на аппарат по техническому хлорводороду составляет 268 кг/ч.

Задача 270. Определить массовую производительность по винилхлориду одного трубчатого реактора гидрохлоратора, если расход ацетилена (объемная доля ацетилена 99,5%) составляет 190 м3/ч, а степень конверсии ацетилена в винилхлорид равна 98%. Определить производительность 1 м3 катализатора, если в реакторе имеется 1100 трубок диаметром 57X3,5 мм и общей длиной 3000 мм.

Задача 271. Определить количество теплоты, которая выделится при гидрохлорировании ацетилена, если расход хлорводорода на гидрохлорирование составляет 410 м3/ч, степень конверсии хлорводорода в винилхлорид равна 88%, а тепловой эффект процесса составляет 109 кДж/моль.

Задача 272. Определить количество теплоты, выделяющейся при получении 1750 кг тетрахлорэтана в час, если тепловой эффект реакции равен 332 кДж/моль.

Скачать решение задачи 272 (цена 100р)

Задача 273. Определить количество тетрахлорэтана, необходимого для отвода теплоты реакции, выделяющейся в реакторах-хлораторах при получении в час 5500 кг тетрахлорэтана, если при этом тетрахлорэтан нагревается с 298 до 358 К, а его удельная теплоемкость равна 1,495кДж/(кг*К).

Задача 274. В реактор жидкофазного гидрохлорирования винилацетилена непрерывно поступает в час 1160 м3 технического хлорводорода (объемная доля хлорводорода 96%). Определить производительность установки по хлоропрену, если его выход составляет 75% по хлорводороду. Определить расход технического хлорводорода.

Задача 275. В реакторе жидкофазного гидрохлорирования винилацетилена, заполненном водным раствором хлоридов меди и аммония получают в час 550 кг хлоропрена. Определить массовые расходы хлорводорода и винилацетилена, если массовая доля хлорводорода в техническом сырье составляет 96%, а хлорводород расходуется с 10%-ным избытком от стехиометрического.

Задача 276. Определить производительность по реакционной массе, получаемой при гидрохлорировании 2000 кг винилацетилена в час, если степень конверсии винилацетилена в хлоропрен составляет 92%, длительность хлорирования 1 ч, плотность хлоропрена-сырца равна 960 кг/м3.

Задача 277. Определить производительность установки по хлоропрену в процессе жидкофазного гидрохлорирования винилацетилена, если съем с 1 м3 катализатора (водный раствор хлоридов меди и аммония) составляет 1360 кг хлоропрена в час, а объем катализаторной жидкости равен 3,3 м3.

Хлорирование ароматических углеводородов

Pr-43. На установке хлорирования бензола производительностью по хлорбензолу 4100 кг/ч съем реакционной теплоты осуществляют за счет испарения части бензола. Определить количество теплоты, .выделяющейся при хлорировании, и количество испаренного бензола, если теплота его испарения в условиях процесса равна 392 кДж/кг. За счет испарения снимается 80% выделяющейся теплоты (тепловой эффект равен 201 кДж/моль).

Скачать решение задачи Pr-43 (цена 100р)

Задача 278. Определить массовый расход бензола на установке часовой производительностью 3600 кг хлорбензола-сырца (массовая доля хлорбензола 31 %), если степень конверсии бензола составляет 60%, а селективность по хлорбензолу равна 97%.

Скачать решение задачи 278 (цена 100р)

Задача 279. Определить массовый расход бензола на установке часовой производительностью 3600 кг хлорбензола-сырца, если он имеет следующий состав (в массовых долях): хлорбензол 31%, дихлорбензол 3%, трихлорбензол 0,5%, бензол - остальное. Количество испарившегося бензола 1,8 т на 1 т хлорбензола. Определить расходный коэффициент бензола (в расчете на хлорбензол).

Задача 280. Определить массовый расход бензола на установке производительностью 3600 кг хлорбензола в час, если состав реакционной массы следующий (массовые доли): бензол 66,5%, хлорбензол 31,2%; селективность по хлорбензолу 94%, количество теплоты, уносимой испарившимся бензолом, равно 700 кВт, а теплота испарения бензола 391,3 кДж/кг.

Задача 281. На установку хлорирования подают в час 18850 кг бензола. Определить производительность установки по хлорбензолу, если количество бензола в реакционной смеси равно 8700 кг (в час), количество теплоты, уносимой испарившимся бензолом, 780 кВт, теплота испарения бензола в условиях процесса 31 кДж/моль, а селективность по хлорбензолу 94%.

Задача 282. На установку производительностью 4100 кг хлорбензола в час подают 19 т бензола. Определить количество испаренного бензола, если количество бензола в реакционной смеси равно 8800 кг/ч, а селективность по хлорбензолу составляет 93%.

Задача 283. На установку производительностью 3600 кг хлорбензола в час подают 17,5 т бензола. Определить селективность по хлорбензолу, если количество бензола в реакционной смеси равно 8420 кг/ч, количество теплоты, снимаемой испаряющимся бензолом, 700 кВт, а теплота испарения бензола в условиях процесса 392 кДж/кг.

Задача 284. Определить производительность (по хлорбензолу) установки хлорирования бензола, если на хлорирование подают в час 730 кг технического хлора (массовая доля хлора 96,8%), а выход хлорбензола составляет 95%. Определить также расход технического хлора.

Задача 285. Определить производительность (по хлорбензолу) установки хлорирования бензола, если на хлорирование подают в час 18500 кг осушенного бензола, степень конверсии бензола составляет 43%, а селективность по хлорбензолу 96%.

Задача 286. Определить тепловой эффект хлорирования бензола с получением хлорбензола и на основании полученных данных рассчитать количество теплоты, выделяющейся при получении в час 3800 кг хлорбензола-сырца (массовая доля хлорбензола 31%), и количество испаренного бензола, если теплота испарения бензола в условиях процесса равна 30,5 кДж/моль. Энергия связей: 412 кДж/моль для С-Н, 327 кДж/моль для С-С1, 427 кДж/моль для Н-С1, 239 кДж/моль для С1-С1.

Задача 287. Определить объемный расход технического хлора (объемная доля хлора 96%) для получения в час 4700 кг бензилхлорида-сырца из толуола, если выход бензилхлорида-сырца составляет 85% по хлору. Определить массовый расход толуола и рассчитать расходные коэффициенты (без учета возврата толуола), если толуол на реакцию подают с 15%-ным избытком от стехиометрического количества.

Задача 288. Определить число реакторов (объем 6,3 м3, коэффициент заполнения 0,75) для получения в час 4640 кг бензилхлорида-сырца, если длительность хлорирования толуола 2 ч, а плотность реакционной массы 987 кг/м3.

 

Гутник примеры и задачи по технологии орг синтеза часть 7

Фторирование углеводородов

Pr-44 На установку каталитического газофазного фторирования поступает 160 кг гептана в час. Определить объемный расход азото-фторидной смеси (объемное соотношение Н2 : F2 = 2:1)и производительность по перфторгептану, если его выход составляет 62% от теоретического по гептану.

Скачать решение задачи Pr-44 (цена 100р)

Задача 289. На установку газофазного каталитического фторирования поступает 1200 кг бензола в час. Определить объемный расход азото-фторидной смеси (объёмное соотношение N2: F2 равно 2:1) и производительность по перфторбензолу, если его выход составляет 58% от теоретического по бензолу.

Задача 290. На установку газофазного каталитического фторирования поступает 800 кг антрацена в час. Определить объемный расход азото-фторидной смеси (объемное соотношение Н2 : F2 равно 2:1) и производительность по перфторантрацену, если его выход составляет 43% от I теоретического по антрацену.

Задача 291. На установку газофазного каталитического фторирования поступает 1500 кг трифторметил бензол а (C6Н6СF3) в час. Определить объемный расход азото-фторидной смеси (объемное соотношение Н2 : F2 равно 2:1) и производительность по перфтортолуолу, если его I выход составляет 85% от теоретического по трифторметилбензолу.

Скачать решение задачи 291 (цена 100р)

Задача 292. Определить массовый расход катализатора I (АgF2) на получение 2400 кг перфторгептана в час и массовый расход фтора на регенерацию катализатора, I если при фторировании 75% загруженного в реактор АgF2 восстанавливается до AgF. Катализатор загружают в 50%-ном избытке от стехиометрического количества.

Задача 293. Определить массовый расход катализатора (АgF2) на получение 2000 кг перфторбензола в час и массовый расход фтора на регенерацию катализатора, если при фторировании 30% загруженного в реактор АgF2 восстанавливается до АgF. Катализатор загружают в 50%-ном избытке от стехиометрического количества.

Задача 294. Определить массовые расходы тетрахлорметана и фторводорода для установки производительностью 1080 кг дихлордифторметана (фреон-12) в час, если выход фреона-12 составляет 78% по тетрахлорметану и 85% по фторводороду.

Задача 295. На установку получения фреона-12 подают 485 кг фторводорода в час. Определить производительность установки по фреону-12 и расход тетрахлорметана, если выход фреона-12 равен 85,5% по фторводороду, а I мольное соотношение НF : СCl4 равно 0,45: 1.

Задача 296. На установку газофазного каталитического хлоргидрофторирования метана поступает 4820 кг осушенного хлора в час. Определить массовый расход технического метана (массовая доля метана 96%) и производительность по фреону-12, если степень конверсии хлора составляет 96,4%, а селективность по фреону-12 равна 53,1%.

Задача 297. Производительность установки газофазного каталитического хлор гидрофторирования составляет 1050 кг фреона-12 в час. Определить массовые расходы технического метана (массовая доля метана 96%), хлора и фторводорода, если степень конверсии хлора равна 96,4%, а селективность по фреону-12 составляет 53%. Фторводород подают в процесс с 4%-ным избытком от стехиометрического количества.

Задача 298. Определить конструктивные размеры (диаметр и высоту) реактора для непрерывного процесса хлоргидрофторирования метана в псевдоожиженном слое катализатора, если объемная скорость газа равна 0,23 м3/с, а линейная - 0,18 м/с. Соотношение Н/D равно 15: 1.

Задача 299. Производительность установки газофазного каталитического хлоргидрофторирования составляет 1030 кг фреона-12 в час, объемный расход смеси газов в реакторе равен 0,47 м3/с, плотность сырья 190,4 кг/м3. Определить общий объем катализатора.

Скачать решение задачи 299 (цена 100р)

Задача 300. В реакторе каталитического газофазного хлоргидрофторирования высота слоя катализатора равна 4,07 м, диаметр реактора 0,9 м, а производительность 1 м3 катализатора составляет 9,14 кг фреона 12 в час. Определить число реакторов для получения 3153 кг фреона-12 в час.

Задача 301. На установку газофазного хлоргидрофторирования поступает в час 1084 кг осушенного фторводорода. Производительность 1 м3 катализатора 47,2 кг в час по фторводороду; общий объем катализатора в реакторе 11,5 м3. Определить необходимое число реакторов.

Получение метанола

Pr-45 В колонну синтеза метанола, объем цинк-хромового катализатора в которой составляет 3,6 м3, поступает по основному ходу в час 129600 м3 синтез-газа, что равно 80% от его общего расхода на входе. Определить объемную скорость синтез-газа и уточную производительность катализатора, если степень конверсии синтез-газа равна 9%, а селективность по метанолу в расчете на превращенный синтез-газ составляет 87,8%.

Скачать решение задачи Pr-45 (цена 100р)

Задача 302. Производительность колонны синтеза по метанолу составляет 6000 кг/ч. Определить объем цинк-хромового катализатора в колонне, если объемная скорое п, подачи синтез-газа равна 42000 ч-1, степень его конверсии за один проход через катализатор 8,8%, а селективность по метанолу составляет 87,1%.

Задача 303. В колонну синтеза метанола, объем цинк-хромового катализатора в которой равен 4 м3, поступает в час 135600 м3 синтез-газа. Производительность 1 м3 катализатора составляет 42 т/сут по метанолу-сырцу, массовая доля метанола в котором 92,5%. Определит! объемную долю холодного (байпасного) синтез-газа ил входе ( в %), если степень конверсии синтез-газа .м один проход через катализатор равна 9,2%, а селективность по метанолу составляет 87,2%.

Задача 304. В колонне синтеза метанола, на полках который находится 3,6 м3 цинк-хромового катализатора, за счет теплового эффекта, равного 3000 кДж на 1 кг метанола выделяется 5000 кВт теплоты. Определить объемную скорость подачи синтез-газа, если степень конверсии синтез-газа равна 9,1%, а селективность по метанолу составляет 87,3%.

Задача 305. В колонну синтеза метанола поступает в час 165400 м3 синтез-газа с массовой скоростью 17500 кг/ч на 1 м3 цинк-хромового катализатора. Определить суточную производительность колонны ( в расчете и 100%-ный метанол), если часовая производительность 1 м3 катализатора составляет 1660 кг метанола-сырца массовая доля метанола в котором равна 92%.

Задача 306. Часовая производительность шестиполочной колонны синтеза метанола на цинк-хромовом катализаторе составляет 7000 кг метанола-сырца, массовая дол метанола в котором равна 92%. При объемной скорость подачи синтез-газа 40000 ч-1 степень его конверсии рай на 8,7%), а селективность по метанолу составляет 86,5% Определить внутренний диаметр колонны, если высота слоя катализатора на каждой полке 660 мм.

Задача 307. В колонну синтеза метанола поступает в ч л-150000 м3 синтез-газа. Из колонны выходит газов смесь, массовая доля метанола в которой равна 9,9%, при степени конверсии синтез-газа в метанол 7,42%. В холодильнике-конденсаторе газовая смесь охлаждается от 130 до 35° С, а пары метанола при этом конденсируются Определить массовый расход охлаждающей воды холодильнике-конденсаторе, если температура воды повышается на 35 К. Принять удельные теплоемкости газовой смеси и воды соответственно 2,86 кДж/(кг*К) и 4,18 кДж/(кг*К), теплоту конденсации паров метанола 1171 кДж/кг.

Задача 308. Производительность пятиблочной колонны синтеза метанола с внутренним диаметром 1,2 м составляет 5800 кг метанола в час. При объемной скорости подачи синтез-газа 45000 ч-1 селективность по метанолу достигает 86,5%. Определить степень конверсии синтез-газа на один проход, если высота слоя катализатора на каждой полке равна 710 мм.

Задача 309. В колонну синтеза метанола с совмещенной наладкой поступает в час 170000 м3 синтез-газа, степень конверсии которого в метанол составляет 7,5%. Из колонны выходит газовая смесь, массовая доля метанола в которой равна 8%. На выходе из катализаторной коробки 20% от массового расхода газовой смеси направляют котел-утилизатор, где она охлаждается с 390 до 130°С за счет преобразования водяного конденсата в пар с давлением 18,7 МПа. Определить количество образующегося водяного пара, если теплота парообразования равна 722,6 кДж/кг, а удельная теплоемкость газовой cмеси 3,12 кДж/(кг*К).

Скачать решение задачи 309 (цена 100р)

Pr-46 Производительность реактора синтеза метанола на низкотемпературном катализаторе (СНМ-1) составляет 15000 кг (елевого продукта в час. Такая производительность достигается и объемной скорости подачи синтез-газа 10000 ч-1, степени его инверсии 6% и селективности по метанолу 87%. Определить высоту слоя катализатора в реакторе, если его внутренний диаметр равен 3,6 м.

Скачать решение задачи Pr-46 (цена 100р)

Задача 310. В реактор синтеза метанола поступает в час 500000 м3 синтез-газа. При степени конверсии синтс.1 газа за один проход через катализатор 4,5% производительность реактора составляет 222 т метанола в сутки Определить селективность по метанолу.

Задача 311. В реактор (объем катализатора 60 м3) синтеза метанола при низком (5,3 МПа) давлении поступает ли основному ходу 480000 м3 синтез-газа в час. Определить долю байпасного (холодного) синтез-газа (в %), если производительность 1 м3 катализатора равна 220 кг мг метанола в час, степень конверсии синтез-газа за одни проход через катализатор 4,8%, а селективность по метанолу 87,2%.

Задача 312. В реакторе синтеза метанола при низком (5,3 МПа) давлении находится 59,5 м3 катализатора производительность 1 м3 которого равна 250 кг метанол, в час. В процессе синтеза количество отдувочных и растворенных в метаноле газов составляет 18 м3 на 1 т метанола. Определить объемный расход свежего и циркуляционного газа на входе в реактор, если степень коп версии синтез-газа за один проход через катализатор равна 4,9%, а селективность по метанолу составляв 86,8%.

Задача 313. Диаметр реактора синтеза метанола на низки температурном катализаторе равен 3,6 м, высота слое катализатора 6 м. При объемной скорости подачи синтез-газа 10200 ч-1 степень его конверсии за один проход через катализатор составляет 4,7%, а селективность по метанолу равна 87,4 %. Определить суточную производительность реактора по метанолу-сырцу, массовая для метанола в котором 88%.

Задача 314. Производительность реактора синтеза метанола на низкотемпературном катализаторе (СНМ-1) составляет 10000 кг метанола в час. Процесс проводят при 5,3 МПа и 290°С; в этих условиях степень конверсии синтез-газа за один проход через катализатор равна 5% а селективность по метанолу 87,2%. Определить внутренний диаметр реактора, если линейная скорость синтез-газа в сечении аппарата в рабочих условиях равна 0,82 м/с.

Скачать решение задачи 314 (цена 100р)

Задача 315. В реактор синтеза метанола при низком давлении (производительность 15000 кг метанола в час) поступает синтез-газ с массовой скоростью подачи 5700 кг/ч на 1 м3 катализатора. В этих условиях степень конверсии синтез-газа в метанол равна 4,4%. Определить толщину стенки реактора, если его наружный диаметр 3,8 м, II высота слоя катализатора 5,88 м.

Скачать решение задачи 315 (цена 100р)

Задача 316. Реактор синтеза метанола заполнен низкотемпературным катализатором СНМ-1 (60 м3), производительность 1 м3 которого равна 6,24 т метанола в сутки, для обеспечения такой производительности в реактор подают в час 2350 м3 свежего синтез-газа на 1 т образующегося метанола; объемная доля диоксида углерода свежем газе должна быть 8%, а мольное соотношение водород : оксид углерода равно 2,8 : 1. Определить объемную долю свежего синтез-газа, направляемого в двухступенчатый реактор конверсии СО до СО2 на железо-хромовом катализаторе.

Задача 317. Производительность завода 300 тыс. т метанола в год обеспечивается работой трех реакторов на низкотемпературном катализаторе СНМ-1. Степень конверсии синтез-газа за один проход через катализатор равна 5%, селективность по метанолу 87,1%. Определить число колонн синтеза метанола при высоком (30 МПа) давлении, необходимых для обеспечения такой производительности, если объем катализатора в колонне 3,6 м3, а объемная скорость подачи синтез-газа в колонну 44500 ч-1. Число часов работы оборудования в году принять равным 8000.

Скачать решение задачи 317 (цена 100р)

Задача 318. Производительность реактора синтеза метанола при низком (5 МПа) давлении равна 384 т метанола в сутки. Из реактора уходит газовая смесь с массовой долей метанола 3,3%, охлаждаемая в кожухотрубном теплообменнике от 280 до 120°С поступающим холодным синтез-газом. Определить число труб теплообменника (средний диаметр трубки 14,6 мм, длина 12 м), если удельная теплоемкость газовой смеси на выходе из колонны равна 3,2 кДж/(кг*К), коэффициент теплопередачи 520 Вт/(м2*К), а средний температурный напор 55 К. Теплопотери теплообменника принять равными 5%.

Задача 319. Метанол получают при низком давлении в реакторе большой единичной мощности. Перед поступлением в реактор синтез-газ нагревают отходящей из реактора газовой смесью с 55 до 230°С в межтрубном пространстве теплообменника, площадь поверхности теплообмен;) которого равна 1870 м2, при коэффициенте теплопередачи 525 Вт/(м2*К) и среднем температурном напоре 55 К. Определить суточную производительность реактора по метанолу, если теплоемкость синтез-газа равен 3,15 кДж/(кг*К), а степень его конверсии в метанол 4,7%.

Задача 320. Производительность реактора по метанолу, получаемому при 5-6 МПа, составляет 408 т/сут. Выделяющуюся теплоту (110 кДж/моль) снимают, подавая холодный (байпасный) синтез-газ в реакционную зону; газ при этом нагревается с 55 до 270°С. Определить долю байпасного синтез-газа (в % от общего расхода на входе), если удельная теплоемкость синтез-газа при средней температуре 162,5°С равна 3,14 кДж/(кг-К), степень его конверсии в метанол 4,8%.

Задача 321. В процессе синтеза метанола на низкотемпературном катализаторе выделяется 17-103 кВт теплоты, которую снимают, подавая холодный синтез-газ в реакционную зону в количестве 25% от массового расхода синтез-газа на входе в реактор. Определить суточную производительность реактора по метанолу, если холодный синтез-газ, удельная теплоемкость которого равна 3,15 кДж/(кг*К), нагревается на 212 К, а степень его конверсии в метанол составляет 4,7%.

Pr-47 Метанол получают при 6-8 МПа и 230-270 °С в вертикальном трубчатом реакторе, в трубах которого находится катализатор производительностью 312,5 кг/(м3*ч). Число труб 587Я, внутренний диаметр трубы 34 мм, рабочая длина 7,5 м. Часть реакционной теплоты (65% от теплового эффекта, равного 90,7 кДж на 1 моль) снимают за счет испарения водного конденсата в межтрубном пространстве реактора; при этом образуется насыщенным водяной пар давлением 3,5 МПа. Определить количество образующегося водяного пара, если теплота испарения конденсата равны 1752 кДж/кг.

Скачать решение задачи Pr-47 (цена 100р)

Задача 322. Метанол получают в вертикальном трубчатом реакторе (число труб 6600, внутренний диаметр 24 мм), производительность такого реактора по метанолу 18 т/сут. Синтез-газ поступает в реактор с объемной скоростью 15250 чм; в этих условиях степень его конверсии равна 6,5%, а селективность по метанолу 90%. Определить длину труб реактора.

Задача 323. Метанол получают в вертикальном трубчатом реакторе (число труб 6500, их длина 7,5 м). Производительность такого реактора по метанолу 300 т/сут. Синтез-газ поступает в реактор с объемной скоростью 12200 ч-1; в этих условиях степень его конверсии равна %, а селективность по метанолу 89%. Определить внутренний диаметр труб.

Задача 324. В трубчатый реактор синтеза метанола поступает в час 320000 м3 синтез-газа. Выделяющуюся тепло отводят за счет образования (в межтрубном пространстве реактора) водяного пара с давлением 4,5 МПа в количестве 1 т пара на 1 т метанола. Определить площадь поверхности теплообмена труб реактора, если степень конверсии синтез-газа равна 9%, селективность процесса 90%, удельная теплота парообразования 674 кДж/кг, а удельная тепловая нагрузка на трубы 1,22 кВт/м2.

Задача 325. Метанол получают в трубчатом реакторе, заполненном медьсодержащим катализатором. В межтрубном пространстве за счет кипения конденсата образуется 12000 кг водяного пара с давлением 4 МПа, что позволяет утилизировать 70% выделяющейся теплоты 100 кДж/моль). Определить нагрузку реактора по синтез-газу, если степень его конверсии равна 8%, селективность по метанолу 90%, а теплота парообразовании 1712 кДж/кг.

Задача 326. Производительность трубчатого реактора по метанолу составляет 288 т/сут. При 270°С из реактора уходит газовая смесь, объемная доля метанола в котором равна 6%. Теплоту этих газов используют в теплообменнике для подогрева исходного синтез-газа. Определить площадь поверхности теплообмена, если коэффициент теплопередачи равен 125 Вт/(м2*К), средний температурный напор 55 К, мольная теплоемкость реакционных газов 33,9 кДж/(моль-К), а начальная температура поступающего газа 90°С.

Этанол

Pr-48 Этанол получают прямой гидратацией этилена на установке суточной производительностью 260 т технического этанола массовая доля С2Н5ОН в котором равна 92,4%. Определить чист реакторов-гидрататоров (объем катализатора в каждом 10 м3) дли обеспечения этой производительности, если степень конверсии этилена за один проход через катализатор равна 4,3%, селективное п по этанолу 95%, а объемная скорость подачи этилена составляв 2000 ч-1

Скачать решение задачи Pr-48 (цена 100р)

Задача 327. В реактор-гидрататор производительностью 2200 кг этанола в час для гидратации этилена поступает водяной пар в количестве 15200 кг/ч. Определить мольное соотношение водяной пар : этилен, если степень конверсии этилена за один проход через реактор равна 4,2%, а селективность по этанолу составляет 94,6%.

Задача 328. В реактор прямой гидратации этилена производительностью 2400 кг этанола в час поступает 50000 кг парогазовой смеси в час (массовое соотношение водяной пар : этилен = 0,4 : 1). Определить степень конверсии этилена за один проход через катализатор, если селективность по этанолу равна 94,8%.

Задача 329. В реактор прямой гидратации производительностью 2100 кг этанола в час поступает 26340 м3 этилена в час. Определить селективность- по этанолу, если из реактора с газопаровой смесью отводят 31575 кг этилена в час.

Задача 330. В реактор прямой гидратации этилена до этанола поступает в час 13000 кг перегретого водяного пара. Этилен подают в реактор с объемной скоростью 1900 ч-1 при мольном соотношении этилен : водяной пар, равном 1,41 : 1. Определить внутренний диаметр реактора, если высота слоя катализатора в нем составляет 7,8 м.

Задача 331. Производительность реактора прямой гидратации этилена равна 2115 кг этанола в час. В реактор поступает водяной пар в мольном соотношении с этиленом 0,68: 1; в этих условиях степень конверсии этилена за один проход через катализатор равна 3,9%, а селективность по этанолу 94,8%, Определить массовый расход сырья (этиленовая фракция + водяной пар) на входе в аппарат, если массовая доля этилена в этиленовой фракции, поступающей на гидратацию, равна 98,8%.

Задача 332. В реактор прямой гидратации этилена, заполненный 10,5 м3 фосфориокислотиого катализатора, поступает в час 48000 кг парогазовой смеси (массовое соотношение этилен : водяной пар равно 2,5 : 1). Определить производительность 1 м3 катализатора, если степень конверсии этилена за один проход через катализатор равна 4%, а селективность по этанолу 95%.

Задача 333. В реактор прямой гидратации этилена до этанола поступает в секунду 12,5 кг паро-этиленовой смеси, теплосодержание которой равно 830 кДж/кг. В результате гидратации за счет экзотермического теплового эффекта теплосодержание реакционной смеси увеличилось до 873 кДж/кг. Определить производительность реактора по этанолу, если принять тепловой эффект процесса равным 44 кДж/моль, а теплопотерями в аппарате пренебречь.

Скачать решение задачи 333 (цена 100р)

Задача 334. Установка по производству синтетического этанола включает 7 систем гидратации этилена, 6 из которых находятся в работе в течение 8000 ч в год. Каждый реактор заполнен 10 м3 фосфорнокислотного катализатора, производительность 1 м3 которого равна 198 кг этанола в час. Определить годовую потребность установки в перегретом водяном паре, если его подают в мольном соотношении с этиленом, равном 0,72 : 1, степень конверсии этилена за один проход через катализатор равна 3,8%, а селективность по этанолу достигает 94,7%.

Задача 335. В реактор прямой гидратации, заполненный 11,7 м3 фосфорнокислотного катализатора, подают этилен с объемной скоростью 2000 ч-1, в этих условиях суммарная степень конверсии этилена составляет 4% за один проход через катализатор. Определить массовый расход водно-спиртового конденсата, массовая доля едкого натра в котором равна 0,4%, для нейтрализации ортофосфорной кислоты, уносимой из реактора выходящим парогазовым потоком (количество кислоты в нем равно 4,1 кг на 1 т образующегося этанола).

Задача 336. Производительность реактора прямой гидратации этилена равна 4000 кг этанола в час. При массовом соотношении этилена и водяного пара, равном 2,55 : 1, степень конверсии этилена в спирт достигает 4,1%. Образующийся газ проходит теплообменник и при 165°С поступает в котел-утилизатор, где за счет охлаждения парогазовой смеси до 145°С генерируется водяной пар с давлением 0,5 МПа, на что затрачивается 80% тепловой нагрузки. Определить количество водяного пара, образующегося в котле-утилизаторе, если удельная теплоемкость реакционного газа равна 2 кДж/(кг*К), а теплота парообразования 2108,4 кДж/кг,

   

Гутник примеры и задачи по технологии орг синтеза часть 8

Изопропанол

Наиболее перспективными являются методы получения изопропанола газо- и жидкофазной прямой гидратацией пропилена.
Газофазную гидратацию пропилена на фосфорно-кислотном катализаторе проводят при 170-200°С, 2-3 МПа и объемной скорости подачи сырья 1300 ч-1. При таком режиме степень конверсии пропилена может достигать 5-12%, а селективность превышать 98%. Если в качестве катализатора применяют вольфрамсодержащие соединения, процесс проводят при 230-240°С, 20-25 МПа и избытке водяного пара 10 моль на 1 моль пропилена. В этих условиях степень конверсии пропилена равна 50%, а селективность по изопропанолу достигает 95%.
При жидкофазной гидратации пропилена используют сильнокислотный сульфокатнонит в качестве катализатора. Процесс проводят при 130-150°С, 6-10 МПа с избытком воды: мольное соотношение Н2О : С3Н6 равно (12,54-15) : 1. В этих условиях степень конверсии пропилена достигает 75-80% при селективности по изопропанолу 94%. В этом методе используют четырехполочный реактор, в котором реакционную теплоту (51,5 кДж на 1 моль) снимают, подавая воду в пространство между полками.

Pr-49 Прямую гидратацию пропилена в изопропанол осуществляют в четырехполочном реакторе внутренним диаметром 1600 мм. На каждой полке расположен сульфокатионитный катализатор слоем высотой 1,8 м. Вода и пропилен поступают на гидратацию в мольном соотношении 14,5:1, причем вода расходуется только на образование изопропанола. Определить .массовую долю изопропанола в воде на выходе из реактора, если производительность 1 м3 катализатора равна 100 кг изопропанола в час, степень конверсии пропилена 75%, а селективность по изопропанолу 96,4

Скачать решение задачи Pr-49 (цена 100р)

Задача 337. Производительность реактора прямой гидратации пропилена на фосфорнокислотном катализаторе равна 1400 кг изопропанола в час. В реактор поступает в час 23,8 т смеси водяного пара и пропилена в массовом соотношении 0,2 : 1. Определить степень конверсии пропилена, если селективность по изопропанолу равна 98,2%.

Скачать решение задачи 337 (цена 100р)

Задача 338. Производительность реактора прямой гидратации пропилена на фосфорнокнслотном катализаторе равна 1350 кг изопропанола в час. В реактор поступают водяной пар и пропилен в мольном соотношении 0,45 : 1. Определить объемный расход технического пропилена, объемная доля пропилена в котором 98%, и массовый расход водяного пара, если степень конверсии пропилена равна 5,2%, а селективность по изопропанолу 98,3%.

Задача 339. В реактор прямой гидратации пропилена (объем фосфорнокиелотного катализатора 10 м3) поступает в час 4400 кг водяного пара в мольном соотношении к пропилену 0,48 : 1. Определить селективность по изопропанолу, если производительность 1 м3 катализатора по изопропанолу равна 150 кг/ч, а степень конверсии пропилена за один проход через катализатор 5%.

Задача 340. Производительность 1 м3 вольфрамсодержащего катализатора в реакторе прямой гидратации пропилена составляет 25 кг изопропанола в час; мольное соотношение водяной пар : пропилен на входе равно 10 : 1. Определить массовую скорость подачи паро-пропиленовой смеси, если степень конверсии пропилена равна 48,7%, а селективность по изопропанолу 94,4 %.

Задача 341. Производительность реактора, заполненного фосфрнокислотным катализатором, составляет 2500 кг изопропанола в час. В процессе гидратации пропилена с 1 м3 катализатора уносится 5,3 г фосфорной кислоты. Определить количество кислоты, уносимой в течение 2000 ч работы катализатора, если объемная скорость подачи пропилена равна 1300 ч-1, степень его конверсии |%, селективность по изопропанолу 98,5%.

Задача 342. Изопропанол получают прямой гидратацией пропилена в реакторе полочного типа, заполненном Сульфокатионитным катализатором. Из реактора непрерывно выходит в час 8500 кг воды, массовая доля изопропанола в которой составляет 15%. Процесс проводят при мольном соотношении воды и пропилена 15:1, выделяющуюся теплоту (51,5 кДж/моль) отводят за счет подачи воды между слоями катализатора. Определить долю воды для отвода теплоты (в процентах от ее общего расхода), если степень конверсии пропилена равна 76%, а селективность процесса по изопропанолу 94%. Вода нагревается на 50 К при ее удельной теплоемкости 4,187 кДж/(кг*К).

н-Бутанол

В промышленности освоены методы получения н-бутанола конденсацией ацетальдегида и оксосинтезом. Одним из традиционных методов получения н-бутанола является метод альдольной конденсации ацетальдегида. Процесс проводят, как правило, в две стадии: а) получение кротонового альдегида при 20°С в щелочной среде при атмосферном давлении или при 160 °С и 3,2 МПа и б) гидрирование кротонового альдегида при 160-180 °С и 0,2 МПа в присутствии медных катализаторов.

Pr-50 Производительность установки по н-бутанолу, получаемому альдольной конденсацией ацетальдегида, составляет 90 т/сут. Водород на гидрирование кротонового альдегида поступает в мольном соотношении к кретоновому альдегиду 12 : 1. Определить массовый расход ацетальдегида и объемный расход водорода на входе, если селективность по кретоновому альдегиду равна 96,7%, а селективность по ацетальдегиду 85,8%.

Скачать решение задачи Pr-50 (цена 100р)

Задача 343. Производительность установки гидрирования кретонового альдегида равна 3750 кг н-бутанола в час. Гидрирование проводят в трубчатом изотермическом реакторе с числом труб 828, внутренний диаметр которых 50 мм, а длина 3 м. Трубы на 92% по объему заполнены катализатором, производительность 1 м3 которого составляет 207 л н-бутанола (плотность 809 кг/м3) в час. Определить число реакторов для обеспечения заданной производительности.

Задача 344. Производительность установки гидрирования кретонового альдегида составляет 4000 кг н-бутанола в час. Установка включает шесть параллельно работающих изотермических реакторов. Трубы реакторов заполнены медным катализатором, производительность 1 м3 которого равна 210 л бутанола (плотность 810 кг/м3) и час. Определить число труб в каждом реакторе, если внутренний диаметр трубы 0,05 м, длина 3 м, а коэффициент заполнения труб катализатором 0,85.

Скачать решение задачи 344 (цена 100р)

Задача 345. Реактор для гидрирования кротонового альдегиду имеет производительность 756 кг н-бутанола в час. Трубки реактора (912 штук) на 87% заполнены катализатором, производительность 1 м3 которого равна 200 л //-бутанола в час. Определить внешний диаметр трубки, если ее длина равна 3 м, толщина стенки 3,5 мм, а плотность н-бутанола 809 кг/м3.

Задача 346. В трубчатый реактор для гидрирования кротонового альдегида в н-бутанол поступает 2300 м3 водорода час. При мольном соотношении водород : альдегид = 11:1 выход н-бутанола составляет 96,7 % в расчете на кротоновый альдегид. Выделяющуюся теплоту (1840кДж на 1 кг н-бутанола) отводят за счет преобразования в части (6% от массового расхода) водного конденсата, циркулирующего в межтрубном пространстве реактора. Определить объемный расход конденсата, если оплота его парообразования равна 2089 кДж/кг, а плотность 907 кг/м3.

Скачать решение задачи 346 (цена 100р)

Задача 347. Гидрирование кретонового альдегида до н-бутанола проводят в трубчатом реакторе, в трубы которого объемной скоростью 610 ч-1 подают водородо-альдегидную смесь в мольном соотношении водород : альдегид 11,5: 1. Выделяющуюся теплоту (1835 кДж на 1 кг н-бутанола) отводят за счет кипения конденсата, причем удельная тепловая нагрузка на 1 м2 площади поверхности труб (общая 'площадь 380 м2) составляет 9 кВт. Определить объем катализатора в трубах, если селективность по кретоновому альдегиду равна 96,6%.

Этилгексанол

В -промышленности 2-этилгексанол можно получать конденсацией ацетальдегида (аналогично синтезу н-бутанола) или оксосинтезом из пропилена.
Процесс получения 2-этилгексанола из пропилена ключает три стадии:
I а) гидроформилирование пропилена при 120-160°С 20-30 МПа в присутствии карбонилов кобальта с поучением масляных альдегидов;
I б) альдольная конденсация н-масляного альдегида при 80-150°С и 0,4-0,6 МПа с последующей дегидратацией альдоля в 2-этилгексеналь;
в) гидрирование полученного альдегида на гетерогенных никелевых катализаторах при 5-10 МПа в этилгексанол.

Pr-51 Производительность установки по 2-этилгексанолу, мучаемому из пропилена, составляет 3800 кг/ч. Селективность по н-масляному альдегиду на стадиях альдольной конденсации и гидрирования равна 54%. Определить массовый расход пропилена на входе в реакторы гидроформилирования, если степень его конверсии равна 84%. селективность по масляным альдегидам 85,8%, массовая доля н-масляного альдегида в смеси

Скачать решение задачи Pr-51 (цена 100р)

Задача 348. Производительность установки по 2-этилгексапилу, получаемому из пропилена, равна 6400 кг/ч. Стадия гидроформилирования осуществляют в четырех колоннах высотой по 12 м. В колонны параллельными потоки ми поступает жидкий пропилен (плотность 514 кг/м3) ( объемной скоростью 0,5 ч-1. В этих условиях степени, его конверсии в масляные альдегиды (массовая доля изомера нормального строения 76,5%) составляет 71%. Определить внутренний диаметр колонны, если селективность 2-этилгексанола по н-масляному альдегиду равна 54,6%.

Задача 349. Производительность установки по 2-этилгексанолу, получаемому из н-масляного альдегида, составляем 5800 кг/ч. Альдегид производят оксосинтезом по нафтенатно-испарительной схеме с возвратом непревращенного пропилена. Определить объемный расход жидкого циркулирующего пропилена (плотность 514 кг/м3), если степень его конверсии равна 52%, селективность пи н-масляному альдегиду 75,5%, а по 2-этилгексанолу 55%

Задача 350. Гидрирование 2-этилгексеналя проводят в жидкой фазе в реакторе полочного типа производительностью 3500 кг 2-этилгексанола в час. Внутренний диаметр реактора 1400 мм, высота слоя катализатора ну каждой полке 1170 мм. Определить число полок в реакторе, если селективность по альдегид) равна 94,2%, а массовая скорость альдегида на входе составляет 400 кг/ч на 1 м3 катализатора.

Задача 351. Гидрирование 2-этилгексеналя проводят в жидкофазном реакторе производительностью 3000 кг 2-этил-гексанбла в час. В результате реакции выделяется на 1 моль 180 кДж теплоты, 35 % которой отводят за счет подачи части холодного циркуляционного водорода на вход и в пространство между полками. Холодный водород, объемная теплоемкость которого составляет 1,35 кДж/(м3*К), нагревается на 780 К. Определить долю холодного водорода (в % от его общего объемного расхода), если селективность по альдегиду равна 94%, а мольное соотношение водород : альдегид = 30 : 1.

Скачать решение задачи 351 (цена 100р)

Задача 352. Гидрирование 2-этилгексеналя до 2-этилгексано-ла проводят в газовой фазе в трубчатом реакторе при 0,15 МПа и мольном соотношении водород : альдегид, равном 1,15: 1. Выделяющуюся теплоту (1385 кДж на 1 кг 2-этнлгексанола) снимают водой, циркулирующей в межтрубном пространстве реактора; расход воды 8 м3/ч. В процессе теплообмена температура воды повысилась на 50 К. Определить объемный расход водорода на входе в реактор, если селективность по альдегиду равна 94 %. Удельную теплоемкость воды принять равной 4,18 кДж/(м3*К); плотность 995 кг/м3.

Задача 353. В трубчатый реактор гидрирования со стадии гидроформилирования поступает в час 1300 кг 2-этилгексеналя. Гидрирование проводят в трубах, заполненных никелевым катализатором. Число труб 884, диаметр 53 мм. рабочая длина 3,8 м. Выделяющуюся теплоту отводят водой, циркулирующей в межтрубном пространстве. Определить средний температурный напор процесса теплообмена, если селективность по альдегиду равна 93,8%, коэффициент теплопередачи 9 Вт/(м2*К), тепловой эффект гидрирования 1380 кДж на 1 кг образовавшегося спирта.

Скачать решение задачи 353 (цена 100р)

Глицерин

В промышленности применяют хлорный и бесхлорный методы производства глицерина на основе пропилена. Последней стадией хлорного метода является взаимодействие эпихлоргидрина с раствором карбоната натрия при 85-170°С в нескольких последовательно работающих гидролизерах.
Сравнительно простой способ получения глицерина - изомеризация пропиленоксида в газовой фазе при 260-300 °С в аллиловый спирт, который превращается в глицерин через стадию образования глицидола

Pr-52 Производительность установки по товарному (90%-ному) глицерину, получаемому хлорным методом через эпихлоргидрин, составляет 19,5 т/сут. В первый (по ходу сырья) реактор поступают 13%-ный раствор карбоната натрия (плотность 1135 кг/м3) и 98%-ный эпихлоргидрин (плотность 1180 кг/м3). Мольное соотношение эпихлоргидрина и карбоната натрия равно 1,54 : 1. Определить вместимость реактора, если в результате реакции, продолжающейся 1 ч, в глицерин превращается 70% эпихлоргидрина. Коэффициент заполнения реактора принять равным 0,85.

Скачать решение задачи Pr-52 (цена 100р)

Задача 354. В гидролизер первой ступени емкостью 8 м3 в час для получения глицерина поступают 784 кг карбоната натрия (в виде водного раствора с содержанием карбоната натрия 141 г/л) и 98%-ный эппхлоргидрин плотностью 1180 кг/м3. Определить суточную производительность гидролизера по глицерину, если селективность по эпихлоргидрину равна 68,8%, время реакции 1 ч, а коэффициент заполнения реактора 0,82.

Скачать решение задачи 354 (цена 100р)

Задача 355. В гидролизеры с целью получения глицерина поступают в час 650 кг кальцинированной соды (в виде водного раствора с содержанием карбоната натрия 135 г/л) и 98,5%-ный эпихлоргидрин плотностью 1180 кг/м3. Определить количество утилизируемой поваренной соли, если объемное соотношение раствора карбоната натрия и эпихлоргидрина на входе равно 5 : 1, а селективность по глицерину в расчете на эпихлоргидрин составляет 95 %.

Задача 356. При получении глицерина из эпихлоргидрина и карбоната натрия производительность гидролизера первой ступени по глицерину составляет !100 кг/ч. Эпихлоргидрин и карбонат натрия поступают в массовом соотношении 1,6 : 1, причем массовая доля карбоната натрия в растворе равна 13 %, а селективность глицерина по эпихлоргидрину составляет 70%. Определить массовый расход водяного пара (теплота парообразования 2249 кДж/кг) для нагревания воды в гидролизере на 15 К и ее испарения, если теплота испарения воды 2321 кДж/кг, а ее удельная теплоемкость 4,19 кДж/(кг*К). Принять, что вся вода, поступающая с раствором карбоната натрия, испаряется.

Задача 357. Производительность установки по глицерину, получаемому бесхлорным методом из пропиленоксида, составляет 8000 кг/ч. На стадии образования аллилово-го спирта степень конверсии пропиленоксида равна 51%, а выход глицерина в расчете на превращенный .пропи-леноксид составляет 90%. Определить количество циркулирующего пропиленоксида и расход пероксида водорода, если выход по глицерину в расчете на пероксид водорода равен 83%, а на превращенный аллиловый спирт 76 %.

Задача 358. Массовый расход пероксида водорода на стадии получения глицерина из пропиленоксида бесхлорным методом составляет 3500 кг/ч. Определить степень конверсии пропиленоксида на стадии его изомеризации в аллиловый спирт, если селективность по глицерину в расчете на пероксид водорода равна 79%, селективность по глицерину в расчете на аллиловый спирт 77 %, а выход аллилового спирта в расчете на пропиленоксид 88 % Количество циркулирующего пропиленоксида 3440 кг/ч.

Задача 359. Глицерин получают из аллилового спирта в реакторе внутренним диаметром 1,2 м. Производительность аппарата 3000 кг глицерина в час. Определить уровень жидкой реакционной массы в аппарате, если степень конверсии аллилового спирта равна 90%, селективность по глицерину в расчете на спирт составляет 85 %, а по глицерину в расчете на пероксид водорода М)%. Объемная скорость подачи жидкой смеси спирта и пероксида водорода (плотность смеси 1100 кг/м3) составляет 0,4 ч-1.

   

Гутник примеры и задачи по технологии орг синтеза часть 9

Фенол

Фенол - крупнотоннажный продукт промышленности основного органического и нефтехимического синтеза, на долю которого приходится 94-96 % всего производства фенолов. Среди пяти промышленных методов получения фенола, четыре из которых основаны на бензоле, а один па толуоле, перспективными являются кумольный метод и процесс окисления толуола. Улучшение технико-экономических показателей кумольного метода обусловлено укрупнением мощности установок до 120 тыс. тонн в год, разработкой мероприятий по безотходной технологии, усовершенствованиями стадий окисления изопилбензола (кумола) и разложения гидропероксида изопропилбензола.

Pr-53 Производительность одной технологической линии производства фенола и ацетона кумольным методом составляет 930 кг фенола в час. Окисление изопропилбензола проводят в окислительной колонне кислородом воздуха. Из колонны отходят абгазы в количестве 1566 м3/ч; объемная доля изопропилбензола в них равна Определить степень конверсии изопропилбензола на стадии его окисления, если селективность по фенолу в расчете на гидропероксид изопропилбензола равна 94%, количество жидкого изопропилбензол и реакционной массе в 2,7 раза больше, чем количество пероксида изопропилбензола, а .выход его в расчете на превращенный изопропилбензол составляет 86,6%.

Скачать решение задачи Pr-53 (цена 100р)

Задача 360. В окислительную колонну для получения гидро-пероксида изопропилбензола поступает в час 7500 кг изопропилбензольной шихты, массовая доля гидропероксида изопропилбензола в которой равна 3,8% (остальное- изопропилбензол). Из нижней части колонны непрерывно выводят в час 6940 кг реакционной жидкости, массовая доля изопропилбензола в которой равна 70,5%. Из верхней части колонны выходят отходящие газы в количестве 1680 м3/ч; объемная доля изопропилбензола в них равна 9 %. Определить количество гидропероксида изопропилбензола в реакционной жидкости, если селективность его в расчете на изопропилбензол равна 86,5%.

Скачать решение задачи 360 (цена 100р)

Задача 361. В окислительную колонну для получения гидроперокснда изопропилбензола поступает в час 6800 кг изопропилбензола. Окисление проводят до степени кон версии изопропилбензола 26 %; при этом селективность по гндропероксиду изопропилбензола в расчете на изопропилбензол составляет 86,5%. В результате окисления выделяется 1000 кДж теплоты на 1 кг образующегося гидропероксида изопропилбензола. Теплоту отводят водой, циркулирующей в трубах тепловых элементов, встроенных в колонну. Определить площадь поверхности теплообмена тепловых элементов, если коэффициент теплопередачи равен 257 Вт/(м2-К), а средний температурный напор 95 К.

Скачать решение задачи 361 (цена 100р)

Задача 362. Производительность окислительной колонны изопропилбензола составляет 2000 кг гидропероксида изопропилбензола в час. В процессе окисления часть изопропилбензола (10% от его массового расхода на входе в колонну) переходит в газовую фазу (отходящие газы), что составляет 28% от общего количества этих газов. Отходящие газы для их охлаждения и конденсации паров изопропилбензола поступают в конденсатор, площадь поверхности теплообмена которого равна 200 м2, н там охлаждаются на 90 К. Определить средний температурный напор в конденсаторе, если теплота конденсации паров изопропилбензола равна 331,2 кДж/кг. теплоемкость отходящих газов 1,25 кДж/(кг*К), коэффициент теплопередачи 12 Вт/(м2*К), а степень конверсии изопропилбензола в гидропероксид 22 %.

Скачать решение задачи 362 (цена 100р)

Задача 363. В результате разложения 3400 кг гидропероксида изопропилбензола в час образуется фенол с селективностью 92,7 %. Выделяющуюся теплоту снимают реакционной массой, циркулирующей в системе реактор -теплообменник. Определить площадь поверхности теплообмена, если массовая доля фенола в циркуляционной массе равна 2,6%, ее плотность 926 кг/м3, а на 1 м2 площади поверхности теплообмена подают 90 л циркуляционной массы в час.

Задача 364. В результате разложения гидропероксида изопропилбензола до фенола и ацетона выделяется 2700 кДж теплоты на 1 кг образующегося фенола. Реакционную теплоту снимают в выносном теплообменнике, площадь поверхности теплообмена которого равна 900 м2. Теплообмен осуществляется при коэффициенте теплопередачи 136 Вт/(м2-К) и средней разности температур 23 К. Определить производительность установки по ацетону, если на 1 т фенола образуется 610 кг ацетона.

Задача 365. В реактор-разлагатель с целью получения фенола и ацетона подают в час 6000 кг гидропероксида изопропилбензола. Тепловой режим реактора поддерживают за счет циркуляции реакционной массы через внешний теплообменник. Скорость реакционной массы в сечении реактора 0,03 м/с, массовая доля фенола в ней 2,3% плотность 926 кг/м3. Определить рабочую вместимость реактора, если его высота равна 5,85 м, а селективность по фенолу составляет 93,8%

Дифеннлолпропан

Синтез дифенилпропана осуществляют конденсацией фенола с ацетоном. Ранее в качестве катализаторов применяли хлорводород, а также соляную и серную кислоты. Высокая агрессивность этих сред обусловливала применение коррозионностойких материалов, что являлось серьезным недостатком синтеза дифенилолпропана на кислотных катализаторах.
В настоящее время наиболее приемлемым является синтез дифенилолпропана конденсацией фенола и ацетона на сульфокатионитах. Процесс проводят в вертикальных реакторах при 75°С, мольном соотношении фенол : ацетон, равном 5 : 1, и времени реакции 1 ч. В этих условиях степень конверсии ацетона составляет примерно 50%, а выход дифенилолпропана достигает 90% в расчете на превращенный ацетон.

Pr-54 Дифенилолпропан получают конденсацией фенола с ацетоном на установке производительностью 3750 кг дифенилолпропана в час. Сырье поступает с мольным соотношением фенол: : ацетон, равным 5:1. Определить объемный расход сырьевой смеси на входе, если плотность ее 1003 кг/м3, степень конверсии ацетона 50%, а селективность по дифенилолпропану 90% в расчете на ацетон.

Скачать решение задачи Pr-54 (цена 100р)

Задача 366. Дифенилпропан получают конденсацией фенола с ацетоном в реакторе, объем сульфокатионита в котором равен 35 м3. Жидкая сырьевая смесь поступает в реактор с объемной скоростью 1 ч-1 и массовым соотношением фенол : ацетон = 16 : 1. Определить производительность реактора тго дифенилолпропану, если степень конверсии ацетона 49,3%, селективность по дифенилолпропану 86,8% в расчете на ацетон, плотность сырьевой смеси 1004 кг/м3.

Скачать решение задачи 366 (цена 100р)

Задача 367. Дифенилолпропан получают конденсацией фенола с ацетоном в реакторе, объем сульфокатионита в котором равен 36 м3, а производительность 1 м3 сульфокатионита составляет 105 кг дифенилолпропана в час. Определить степень конверсии фенола, если сырьевая смесь поступает с мольным соотношением фенол : ацетон = 5,2 : 1, степень конверсии ацетона 51%, селективность по дифенилолпропану 88,7% в расчете на ацетон и 97% на фенол.

Задача 368. Дифенилолпропан получают конденсацией фенола с ацетоном в реакторе, заполненном сульфокатионитом на высоту 4,24 м; производительность 1 м3 сульфокатионита равна 108 кг дифенилолпропана в час. В реактор поступает в час 32700 кг сырьевой смеси с массовым соотношением фенол : ацетон = 16,5 : 1 Определить внутренний диаметр аппарата, если степень конверсии ацетона равна 49,2%, а селективность по дифенилолпропану составляет 90% в расчете на ацетон.

Скачать решение задачи 368 (цена 100р)

Задача 369. Дифенилолпропан получают конденсацией фенола с ацетоном в реакторе, заполненном на 64% (по объему) сульфокатионитом, производительность 1 м3 которого по дифенилолпропану равна 110 кг/ч. В реактор поступает в час 35000 кг сырьевой смеси с мольным отношением фенол : ацетон = 5,1 : 1. Определить полную вместимость реактора, если степень конверсии ацетона равна 50,7%, а селективность по дифенилолпропану (оставляет 88,5% в расчете на ацетон.

Задача 370. Дифенилолпропан получают конденсацией фенола с ацетоном в реакторе вместимостью 48 м3, заполненном на 65% (по объему) сульфокатионитом. В реактор поступает в час 34000 кг фенола и ацетона (мольное соотношение фенол : ацетон = 5 : 1). Определить производительность 1 м3 сульфокатионита по дифенилолпропану, если степень конверсии ацетона равна 49,5%, селективность по целевому продукту составляет 87,8% расчете на ацетон.

Этиленсксид

В настоящее время наиболее прогрессивным является метод прямого окисления этилена воздухом или кисло-1дом в неподвижном или псевдоожиженном слое катализатора при 240-290 °С и 2-3 МПа или при 55-265 °С и 0,1-0,3 МПа.

Pr-55 Этиленоксид получают прямым каталитическим окислением этилена в трубчатом реакторе с числом труб 3055; длина трубы 6 м. В трубах с внутренним диаметром 24 мм размещен катализатор, производительность 1 м3 которого равна 90 кг этиленоксида в час. Определить объемный расход газо-воздушной смеси на входе, объемная доля этилена в которой равна 4,4%, если степень конверсии этилена 38%, селективность по этиленоксиду 65%, коэффициент заполнения труб катализатором 0,8.

Скачать решение задачи Pr-55 (цена 100р)

Задача 371. Каталитическое окисление этилена в этиленоксид проводят при 280 °С и 1,6 МПа в реакторе, производительность которого равна 700 кг этиленоксида в час Число труб, заполненных катализатором, 3055; внутренний диаметр трубы 24 мм. На окисление поступают воздух и этилен в мольном соотношении 24 : 1; в этих условиях суммарная степень конверсии этилена в этиленоксид составляет 27,2 %. Определить линейную скороеIV газо-воздушной смеси в сечении трубного пространства реактора.

Скачать решение задачи 371 (цена 100р)

Задача 372. Каталитическое окисление этилена в этиленоксид проводят в трубчатом реакторе производительностыо 660 кг этиленоксида в час. Рабочая длина труб реактора 5,6 м; их внутренний диаметр 24 мм. Газо-воздушная смесь, объемная доля этилена в которой равна 3,8%, поступает с объемной скоростью 6000 ч-1. Определить число труб реактора, если степень конверсии этилена равна 47%, а селективность по этиленоксиду составляет 70%.

Скачать решение задачи 372 (цена 100р)

Задача 373. Каталитическое окисление этилена в этиленоксид проводят в трубчатом реакторе с 3000 труб, внутренним диаметром трубы 24 мм и рабочей длиной 5,8 м. В трубах находится катализатор, производительность м3 которого равна 80 кг этиленоксида в час. Выделяющуюся теплоту (19*103 кДж на 1 кг превращенного этилена) снимают за счет циркуляции теплоносителя в межтрубном пространстве реактора. Тепловой поток теплоносителя на 84% используется в котле- утилизаторе, где генерируется водяной пар давлением 1,5 МПа (удельная теплота парообразования 1945 кДж/кг). Определить количество образующегося водяного пара, если селективность по этиленоксиду равна 65%.

Скачать решение задачи 373 (цена 100р)

Задача 374. В реактор с псевдоожиженным слоем катализатора на окисление в этиленоксид поступает газовая смесь, объемные доли компонентов в которой таковы: 1% С2Н4, 7,5% 02, 4,5% СО2 и 63% N2. В процессе окисления образуется в час 24000 м3 контактного газа, объемная доля этиленоксида в котором равна 3,5%. Определить объем катализатора в реакторе, если нагрузка а его 1 м3 составляет 2590 кг газовой смеси в час, а степень конверсии этилена в этиленоксид равна 24%.

Задача 375. В реактор для окисления этилена в этиленоксид ступает в час 16000 м3 газовой смеси, объемная доля пилена в которой равна 30%. Окисление проводят при степени конверсии этилена за один проход 10% и селективности 72%. Реакционный газ, объемная доля этиленоксида в котором 1,9%, проходит теплообменник, где его температура снижается на НО К за счет нагревания поступающей газовой смеси. Определить площадь поверхности теплообмена теплообменника, если коэффициент теплопередачи 40 Вт/(м2*К), объемная теплоемкость реакционного газа 1,48 кДж/(м3*К), а средний температурный напор 80 К.

Задача 376. Производительность трубчатого реактора для аналитического окисления этилена составляет 670 кг этиленоксида в час. На окисление поступает газовая смесь, в которой объемная доля этилена 28%, а диоксида углерода 5%. Часть реакционного газа (2/3) после реактора поступает на абсорбцию диоксида углерода водным раствором карбоната калия. Определить массовый расход карбоната калия, если степень конверсии этилена за один проход равна 11%, а селективность 95%.

Пропиленоксид

Из промышленных способов получения пропиленоксида наиболее распространен (несмотря на многостадийность) каталитический процесс эпоксидирования при пилена гидропероксидом этилбензола при 100-110°С, 2,5-3 МПа и мольном соотношении пропилена и гидропероксида, равном (2-6) : 1. Этот так называемын «Халкон-процесе» состоит из трех последовательных стадий:
1) окисление этилбензола до гидропероксида этил бензола;
2) эпоксидирование пропилена гидропероксидом получением пропиленоксида и метилфенилкарбин
3) дегидратация метилфенилкарбинола в стирол:

Pr-56 Эпоксидирование пропилена до пропилеиокоида проводят в каскаде реакторов с мешалками. В первый по ходу сырья в реактор поступает этилбензол, в котором массовая доля гидропероксида этилбензола равна 25%. В результате эпоксидироваши пропилена и последующей дегидратации метилфенилкарбинола он разуется 9800 кг стирола в час. Определить количество стирола, если селективность по стиролу в расчете на этилбензол равна 90%, степень конверсии этилбензола 30%, выход пропиленоксида по гидропероксиду этилбензола равен 73%.

Скачать решение задачи Pr-56 (цена 100р)

Задача 377. Производительность установки «Халкон» составляет 81 т пропиленоксида в сутки. Для обеспечения заданной производительности в реакционный узел, состоящий из каскада реакторов с мешалками, поступает сырье в мольном соотношении пропилен : гидропероксид этилбензола, равном 3,5 : 1. Определить массовый расход циркуляционного этилбензола, массовая доля гидропероксида этилбензола в котором равна 28%, если степень конверсии пропилена составляет 60%, а селективность по пропиленоксиду 86%.

Задача 378. Производительность установки «Халкон» составляет 3750 кг пропиленоксида в час. Для обеспечения такой производительности в реактор с мешалкой подают сырье в мольном соотношении пропилен : гидропероксид этилбензола, равном 3,8:1. В этих условиях степень конверсии пропилена равна 61%, а селективность по пропиленоксиду 88%. Определить вместимость реактора, если массовая доля этилбензола в поступающем гидропероксиде этилбензола равна 70% (остальное гидропероксид этнлбензола), плотность смеси жидких продуктов (пропилен + гидропероксид этилбензола + этилбензол) 830 кг/м3, время реакции 0,36 ч, коэффициент заполнения реактора 0,85.

Скачать решение задачи 378 (цена 100р)

Задача 379. Пропиленоксид получают на установке Халкон в каскаде реакторов вместимостью по 10 м3. В реактор первой ступени поступают этилбензол, массовая доля гидропероксида этилбензола в котором равна 25%, и пропилен. При массовом соотношении пропилен : гидропероксид этилбензола, равном 1,16 : 1, плотность смеси (этилбензол + гидропероксид этилбензола + пропилен) равна 834 кг/м3. Определить массовую производительность установки по пропиленоксиду, если селективность по пропиленоксиду в расчете на пропилен 57%, время реакции 0,6 ч, коэффициент заполнения реактора 0,86.

 Скачать решение задачи 379 (цена 100р)

 Задача 380. На установку с каскадом реакторов по производству пропиленоксида поступает на эпоксидирование в час 4000 кг пропилена в мольном соотношении с гидропероксидом этилбензола, равном 4,1 : 1. При эпоксидировании выделяется 3612 кДж теплоты на 1 кг образовавшегося пропиленоксида. Теплоту отводят циркулирующей в змеевиках реактора водой, температура которой повышается на 30 К; плотность воды 997 кг/м3. Определить объемный расход охлаждающей воды, если ее мольная теплоемкость равна 75,35 Дж/(моль-К), степень конверсии гидропероксида этиленбензола в пропиленоксид в первом реакторе равна 40 %.

Задача 381. Стадию эпоксидирования пропилена до пропиленоксида проводят в реакторе с мешалкой, вместимость которого 8 м3, площадь поверхности змеевиков 20 м:!, коэффициент заполнения 0,85. В процессе эпоксидирования на 1 моль пропиленоксида выделяется 210 кДж теплоты, которую снимают при среднем температурном напоре 70 К и коэффициенте теплопередачи, равном 240 Вт/(м2*К). Определить время реакции, если массовая доля гидропероксида этилбензола в- поступающем сырье равна 20 %, его плотность 835 кг/м3, а степень кон версии гидропероксида этилбензола 70 %.

Скачать решение задачи 381 (цена 100р)

Формальдегид

Формальдегид можно получать из метанола окислением или окислительным дегидрированием, либо из метана - прямым окислением. Методы окисления метана отличаются низкой селективностью и пока не получили достаточного распространения.
Наибольшее значение по масштабам производства и степени разработанности имеют процессы окислительного дегидрирования метанола на серебряных катализаторах и окисление метанола избытком воздуха на железо-[ молибденовых оксидных катализаторах.
На серебряном катализаторе процесс проводят при 500-700 °С и объемной скорости подача спирто-воздушной смеси 20000-24000 ч-1. Объемная доля метанола в смеси не должна быть меньше 36-40%, что превышает верхний предел взрывоопасное™ метанола. Основной аппарат-адиабатический реактор, где через слой катализатора, например «серебро на пемзе» пропускают спирто-воздушную смесь со скоростью 1,55 м/с. Теплоту реакционных газов используют в подконтактном холодильнике. В таких условиях степень конверсии метанола составляет 84-85%, а селективность процесса по формальдегиду 83-84 %.
На оксидных железо-молибденовых катализаторах ' процесс окисления метанола проводят при 360-390°С в двухсекционном реакторе, где катализатор размещен в трубах (изотермическая секция) и слоем (адиабатическая секция). Объемная доля метанола в исходной спирто-воздушной смеси равна 6-8%, т. е. находится вблизи нижнего предела взрываемости. При степени конверсии метанола 99%, а кислорода 25% селективность по формальдегиду достигает 90%.

Pr-57 Часовая производительность адиабатического реактора окислительного дегидрирования метанола равна 3500 кг формалина, массовая доля формальдегида в котором равна 37,5%. В реактор поступает метаноло-воздушная смесь (мольное соотношение метанола и кислорода равно 1:0,3) с объемной скоростью 24000 ч-1. Определить объем контактной массы «серебро на пемзе» в реакторе, если степень конверсии метанола в формальдегид фавна 76,2%.

Скачать решение задачи Pr-57 (цена 100р)

Задача 382. Часовая производительность реактора окислительного дегидрирования метанола равна 2500 кг формалина, массовая доля формальдегида в котором равна 37%. В реактор поступает спирто-воздушная смесь (мольное соотношение метанола и кислорода равно 1 : 0,29) с объемной скоростью 19600 ч-1. Определить высоту слоя катализатора («серебро на пемзе»), если внутренний диаметр реактора 1,4 м, степень конверсии метанола 86%, а селективность по формальдегиду 84,5%.

Скачать решение задачи 382 (цена 100р)

Задача 383. Окислительное дегидрирование метанола до формальдегида проводят в реакторе, внутренний диаметр которого 1,8 м, а высота слоя катализатора («серебро на пемзе») 85 мм. Спирто-воздушная смесь в мольном соотношении метанола и кислорода, равном 1 : 0,28, поступает с объемной скоростью 24000 ч-1. Определить суточную производительность реактора по формалину, массовая доля формальдегида в котором 37%, если степень конверсии метанола в формальдегид равна 73%.

Задача 384. Окислительное дегидрирование метанола до формальдегида проводят в реакторе, в котором высота слоя серебряного катализатора составляет 80 мм. Туда поступает в час 4000 м3 спирто-воздушной смеси (мольное соотношение спирт : кислород = 1 : 0,33). Производительность 1 м3 катализатора равна 9500 кг формальдегида в час, выход целевого продукта 73,5% в расчете на поступающий спирт. Определить внутренний диаметр реактора.

Задача 385. В испаритель установки по производству формальдегида подают в час 1410 кг метанола. Сюда же, барботируя через слой спирта, поступает воздух, который насыщается парами спирта до содержания 0,5 г/л. Производительность 1 кг серебряного катализатора (насыпная плотность 600 кг/м3), находящегося в реакторе, составляет 18 кг формальдегида в час, объемная скорость спирто-воздушной смеси равна 23500 ч-1. Определить площадь поверхности подконтактного холодильника, в котором снимается 57% выделяющейся теплоты (тепловой эффект процесса 41500 кДж на 1 кг формальдегида), если коэффициент теплопередачи равен 16 Вт/(м2*К), а средний температурный напор 256 К.

Задача 386. Производительность реактора окислительного дегидрирования метанола составляет 1300 кг формальдегида в час. Спирто-воздушная смесь в мольном соотношении спирт: кислород, равном 1 : 0,32, проходит испаритель, где спирт испаряется (теплота испарения 1084,4 кДж/кг), а воздух, насыщаясь его парами, нагревается на 65 К. Испаритель имеет трубки длиной по 1 м и диаметром по 23 мм. Определить число трубок, если степень конверсии метанола в формальдегид равна 74%, объемная теплоемкость спирто-воздушной смеси 992 кДж/(м2*К), коэффициент теплопередачи равен 47 Вт/(м2*К), средний температурный напор 45 К, теплопотери испарителя 5%. 387. Окисление метанола до формальдегида на оксидном железо-молибденовом катализаторе проводят в двухсекционном реакторе, объем катализатора в котором равен 4,8 м3. Производительность 1 м3 такого катализатора 578 кг формальдегида в час, степень конверсии метанола 99,5%, селективность по формальдегиду 96,4%. Определить объемный расход спирто-воздушной смеси на входе в реактор, если объемная доля метанола в смеси 7,5%.

Задача 388. Окисление метанола до формальдегида проводят на железо-молибденовом катализаторе в комбинированном реакторе, состоящем из последовательно расположенных трубной части и адиабатической секции. Производительность реактора 1388 кг формальдегида в час, степень конверсии метанола 99,7%, селективность по формальдегиду 96,5%). Определить число труб внутренним диаметром 26 мм и длиной 0,9 м, если объемная скорость газовой смеси в трубной части реактора равн, 15200 ч-1, а объемная доля метанола в такой смеси 6,5%.

Задача 389. Окисление метанола до формальдегида проводят на железо-молибденовом катализаторе в комбинированном реакторе, состоящем из последовательно расположенных трубной части и адиабатической секции. В реактор поступает в час 30560 м3 газовой смеси, объемная доля метанола в которой равна 6,8%. Выделяющуюся теплоту (5200 кДж на 1 кг формальдегида) на 67% используют для получения водяного пара в котле-утилизаторе (теплота парообразования 1889 кДж/кг) за счет циркуляции теплоносителя. Определить количество водяного пара, образующегося в котле-утилизаторе, если степень конверсии метанола в формальдегид равна 96,1%.

Задача 390. Окисление метанола до формальдегида на железо-молибденовом катализаторе проводят в комбинированном реакторе с общим объемом катализатора 3,6 м3. Перед поступлением в реактор газовую смесь, в которой массовая доля метанола равна 7,7%, нагревают в подогревателе на 140 К. Определить массовую производительность 1 м3 катализатора, если тепловая нагрузка подогревателя равна 1310 кВт, удельная теплоемкость .поступающей газовой смеси 1,13 кДж/(кг*К), степень конверсии метанола 99,7%, а селективность по формальдегиду 96,5%.

Задача 391. Комбинированный реактор для получения форм альдегида окислением метанола на железо-хромовом катализаторе работает непрерывно 8000 ч в году. В реактор поступает в час 31000 м3 газовой смеси, объемная дота кислорода в которой равна 11%, а мольное соотношение метанол : кислород равно 0,63 : 1. Определит:, удельный расход катализатора (на 1 т 37%-ного форм альдегида), если степень конверсии метанола равно, 99%, селективность процесса 97%, а годовая потребность катализаторе 3 т.

Задача 392. Окисление метанола до формальдегида проводят на железо-молибденовом катализаторе в комбинированном реакторе производительностью 33,6 т/сут, состоящем из последовательно расположенных трубной части и адиабатической секции. В процессе окисления степень конверсии метанола достигает 99,6%, а селективность процесса 96,6%. Определить объемную долю метанолам исходной газовой смеси, если число труб в реакторе 3811, их длина 1 м, диаметр 26 мм, а объемная скорость подачи исходной смеси в трубную часть реактора равна 8230 ч-1.

   

Гутник примеры и задачи по технологии орг синтеза часть 10

Ацетальдегид

Сырьем для промышленного производства ацетальдегида служат этанол, ацетилен и этилен.
Метод получения ацетальдегида окислением или дегидрированием этанола многостадиен и требует значительных капитальных затрат.
Получение ацетальдегида из ацетилена можно осуществлять методами прямой (жидкофазной или газофазной) гидратации на основе реакции Кучерова. Жидкофазный процесс утратил свое значение из-за низких технико-экономических показателей и необходимости использовать токсичный катализатор. Газофазную гидратацию ацетилена осуществляют на кадмий-кальций-фосфатном катализаторе при 350-400°С, 0,15 МПа и объемном соотношении водяной пар: ацетилен, равном (8-10) : 1. Степень конверсии ацетилена примерно 50 %, селективность по аиетальдегиду 87-89%- Основным аппаратом является гидрататор - вертикальный полочный реактор, постоянную температуру в котором поддерживают, подавая водный конденсат в пространство между полками.
Наибольшее значение приобрел метод прямого окисления этилена в ацетальдегид в присутствии окислительно-восстановительной системы - хлоридов меди и палладия. Процесс проводят в одну или две стадии при 100-130° С и 0,3-1 МПа в барботажных реакторах,
Теплоотвод в которых осуществляют за счет нагревания и испарения реагентов. При одностадийном процессе все реакции проводят в одном реакторе, а в качестве окислителя применяют технический кислород. Степень конверсии этилена 30-35%, селективность 95%. При двухстадийном процессе в первом реакторе окисляют этилен катализаторным раствором, а регенерируют катализатор воздухом. В этом процессе степень конверсии этилена почти 100%, а селективность 95%.

Pr-58 Производительность реактора газофазной гидратации ацетилена ва нертутных катализаторах 3600 кг ацетальдегида в час. В реактор поступает ларо-.ацетиленовая смесь с мольным соотношением водяной пар : ацетилен, равном 9 : 1, и массовой скоростью 1800 кг на 1 м3 катализатора в час. Определить объем катализатора в реакторе, если степень конверсии ацетилена равна 50%, а селективность по ацетальдегиду 88,5%.

Скачать решение задачи Pr-58 (цена 100р)

Задача 393. Ацетальдегид получают газофазной гидратацией ацетилена в десятиполочном реакторе внутренним диаметром 3,2 м. Производительность 3800 кг ацетальдегида в час. Определить высоту слоя катализатора на каждой полке (катализатор распределен равномерно), если степень конверсии ацетилена равна 51%, селективность :по ацетальдегиду 87%, а объемная скорость подачи ацетилена 218 ч-1.

Задача 394. Ацетальдегид получают газофазной гидратацией ацетилена в реакторе, в который загружено 17 т катализатора (насыпная плотность 850 кг/м3). В реактор поступает парогазовая смесь с мольным соотношением пар : ацетилен 8,2 : 1 и объемной скоростью подачи 2120 ч-1. Определить суточную производительность реактора по ацетальдегиду, если степень конверсии ацетилена равна 48,4%, а селективность 89%.

Скачать решение задачи 394 (цена 100р)

Задача 395. В реактор газофазной гидратации ацетилена поступает в час 36000 кг паро-ацетиленовой смеси с массовым соотношением пар : ацетилен = 6 : 1. На каждой из 10 полок реактора неравномерно размещен катализатор, производительность 1 м3 которого составляет 195 кг ацетальдегида в час при селективности 87,5%- Определить объем катализатора на последней полке, где степень конверсии ацетилена равна 9%, допустив, что и случае равномерного распределения катализатора на полках средняя степень конверсии ацетилена составила бы 6,7%.

Задача 396. В реактор газофазной гидратации ацетилена по-(ступает в час 37000 кг паро-ацетиленовой смеси, массовая доля ацетилена в которой равна 14%. Процесс проводят при 385 °С и 0,15 МПа; в этих условиях степень конверсии ацетилена 51%, а селективность 87%. Определить диаметр патрубка выходного штуцера для контактного газа (объемная доля ацетальдегида 3,6%), если скорость его в сечении патрубка в рабочих условиях равна 13 м/с.

Задача 397. Тепловое состояние реактора поддерживают, подавая водный конденсат теплоемкость 4,18 кДж/(кг*К), теплота испарения 2260 кДж/кг в пространство между полками. За счет нагревания конденсата на 45 К и последующего испарения снимается 29% от общего прихода- (расхода) теплоты. Определить массовый расход конденсата, если количество теплоты, выделяющееся в результате реакции (4255 кДж на 1 кг ацетальдегида)» составляет в общем приходе 20%.

Скачать решение задачи 397 (цена 100р)

Задача 398. Газофазную гидратацию ацетилена до ацетальдегида проводят в реакторе внутренним диаметром 3,2 м. При объемной скорости подачи 209 ч-1 степень конверсии ацетилена равна 49%, а селективность 87,3%. Кроме нертутного катализатора, расположенного на полках, в реактор загружено 8692 кг насадки (керамические кольца Рашига, 50x50x5 мм), насыпная плотность которой равна 530 кг/м3. Определить часовую производительность реактора по ацетальдегиду и общую высоту реактора, если объем насадки составляет 80%' объема катализатора, а высота насадки равна лишь 10,4% от общей высоты реактора.

Задача 399. Объем катализатора в реакторе газофазной гидратации ацетилена составляет 19,5 м3. Ацетилен на гидратацию поступает с объемной скоростью 213 ч-1; в этих условиях степень его конверсии равна 50,5%, а селективность по ацетальдегиду 88,5%. Теплоту контактного газа, массовая доля ацетальдегида в котором 8%, на 70% используют в котле-утилизаторе, где при охлаждении контактного газа на 240 К генерируется водяной пар с давлением 0,65 МПа (удельная теплота парообразования 2085 кДж/кг). Определить суточную производительность котла-утилизатора по водяному пару, если удельная теплоемкость контактного газа равна 1,98кДж/(кг*К).

Pr-59 На установку одностадийного окисления этилена диацетальдегида поступает в час 14700 м3 этилено-кислородной смеси с мольным соотношением этилен : кислород = 3 : 1. Выделяющуюся теплоту (218,3. кДж/моль) отводят за счет испарения воды из реакционной массы (теплота испарения 2218 кДж/кг). Определить удельный расход воды, испаряющейся из реакционной массы (и расчете на образующийся ацетальдегид), если степень конверсии этилена равна 42,6%, а селективность процесса 94,7%.

Скачать решение задачи Pr-59 (цена 100р)

Задача 400. Ацетальдегид получают одностадийным жидкофазным окислением этилена в барботажном реакторе производительностью 8750 кг ацетальдегида в час. Определить объемное соотношение этилен : кислород в сме си на входе в реактор, если степень конверсии этилена за один проход через реактор равна 40,6%, селективность по ацетальдегиду в расчете на этилен 95%, а и расчете на кислород 92,5%.

Скачать решение задачи 400 (цена 100р)

Задача 401. Ацетальдегид получают одностадийным окислением этилена 99,5%-ным кислородом, объемный расход которого равен 2380 м3/ч. В процессе окисления селективность процесса по кислороду равна 92,3%, а в расчете на этилен составляет 94,8%. Определить степень конверсии этилена за один проход реакционной массы, если количество этилена в отходящих газах равно 12,5% от массовой производительности установки по ацетальдегиду.

Задача 402. Ацетальдегид получают одностадийным жидкофазным окислением этилена в барботажном реакторе., объем реакционной массы в котором 45 м3, а производительность 1 м3 реакционного объема равна 190 кг ацетальдегида в час. Выделяющуюся теплоту (218 кДж/моль) снимают за счет испарения воды из реакционной массы. Пары воды охлаждаются- и конденсируются в холодильнике-конденсаторе, тепловая нагрузка которого на 7%) выше теплоты, затрачиваемой на испарение воды. Определить массовый расход охлаждающей воды в холодильнике-конденсаторе, если ее удельная: теплоемкость равна 4,19 кДж/(кг-К), а температура повышается на 65 К

Скачать решение задачи 402 (цена 100р)

Задача 403. Ацетальдегид получают двухстадийным жидкофазным окислением этилена в барботажном реакторе, заполненном кислотоупорной насадкой с удельной поверхностью 87,5 м23. В регенератор поступает в час, 31500 м3 воздуха, что в 7 раз больше объемного расхода этилена, поступающего в реактор на окисление. Определить объем насадки в реакторе, если при 100%-ной степени конверсии этилена селективность по ацетальдегиду составляет 95%), а съем ацетальдегида с 1 м2 поверхности насадки равен 2,2 кг/ч.

Задача 404. Ацетальдегид получают двухстадийным окислением этилена в барботажном реакторе с инертной насадкой. Ее объем 41 м3, удельная поверхность 140 м23. В регенератор поступает воздух, объемный расход которого в 6,5 раза больше объемного расхода этилена, поступающего на окисление. Определить объемный расход воздуха для проведения процесса, если съем ацетальдегида с 1 м2 поверхности насадки равен 1,5 кг/ч, а селективность в расчете на этилен составляет 94,8%.

Задача 405. Ацетальдегид получают двухстадийным жидкофазным окислением этилена в барботажном реакторе, производительность которого равна 8700 кг ацетальдегида в час. В процессе окисления на 1 моль хлорида палладия поглощается 1 моль этилена; в этих условиях .селективность процесса по этилену составляет 95%. Оп ределить суточный расход 30%-ной соляной кислоты, добавляемой в ходе процесса в катализаторный раствор, если расход 100%-ного хлорводорода составляет 2,5 г на 1 кг хлорида палладия.

Масляные альдегиды

Масляные альдегиды получают оксосинтезом. Это - процесс образования альдегидов (или спиртов с тем же числом атомов углерода в молекуле, что и в альдегиде), в основе которого лежит реакция гидроформилирования олефинов. В промышленности существуют различные технологические схемы оксосинтеза.
Нафтенатно-испарительная схема с рециркуляцией олефина является в настоящее время лучшей по технико-экономическим показателям. По этой схеме гидро-формилирование пропилена осуществляют при 120-130 °С, 30 МПа и массовой доле кобальта в системе 0,1-0,2%.
Степень превращения пропилена поддерживают равном 50-70%, что обеспечивает 76%-ную селективность процесса в расчете на альдегид нормального строения (95%-ную сумму целевых продуктов). Основными аппаратами стадии гидроформилирования являются барботажные колонны высокого давления, в которых выделяющуюся теплоту снимают за счет внутренних или внешних тепловых элементов.

Pr-60 n-Масляный альдегид получают в каскаде из трех последовательных колонн гидроформилирования пропилена высотой по 6 м. Производительность установки по к масляному альдегиду 290 т/сут, объемная скорость подачи жидкого пропилена на входе в колонну 1,2 ч-1. Определять внутренний диаметр колонны, если степень конверсии пропилена равна 50%, а селективность по масляным альдегидам в расчете на пропилен 76%. Плотность пропилена принять 500 кг/м3.

Скачать решение задачи Pr-60 (цена 100р)

Задача 406. Производительность установки оксосинтеза, включающей три последовательные колонны гидроформилирования, составляет 250 т н-масляного альдегида в сутки. При степени конверсии пропилена 60% достигается 75,8%-ная селективность по н-масляному альдегиду. Определить массовый расход металлического кобальта для проведения процесса, если объемное соотношение пропилена и катализаторного раствора на входе в колонну равно 10 : 1, а содержание кобальта в катализа-торном растворе 12 г/л. Плотность пропилена принять 500 кг/м3.

Задача 407. Масляные альдегиды получают оксосинтезом по нафтенатно-испарительной схеме в каскаде из трех колонн. На установку поступает в час 37,5 м3 жидкого пропилена (плотность 500 кг/м3), степень конверсии которого равна 55%, а селективность по целевым альдегидам 95%. Определить высоту колонны диаметром 1,4м, если с 1 м3 реакционного объема снимают 520 кг целевых альдегидов в час.

Задача 408. На установку оксосинтеза, работающую по нафтенатно-испарительной схеме, поступают в час 18540 кг пропилена и синтез-газ с кратностью циркуляции 2,5 от теоретической (мольное соотношение оксида углерода и водорода равно 1,6:1). В процессе часть синтез-газа (90 кг на 1т масляных альдегидов) выводят из системы. Определить количество синтез-газа, циркулирующего в системе, если степень конверсии пропилена равна 53%, а селективность по целевым альдегидам 95%.

Задача 409. Масляные альдегиды получают оксосинтезом из пропилена по нафтенатно-испарительной схеме в колонне с внутренним теплосъемом. На 1 м3 реакционного объема поступает 0,5 м3 жидкого пропилена в час. Производительность колонны по сумме целевых альдегидов 5625 кг/ч, степень конверсии пропилена 93%,-селективность по целевым альдегидам 87%. Определить внутренний диаметр колонны, если ее высота 16 м, а коэффициент заполнения жидкой реакционной массой равен 0,9 (с учетом встроенных вспомогательных элементов) Плотность пропилена принять 496 кг/м3.

Скачать решение задачи 409 (цена 100р)

Задача 410. Масляные альдегиды получают оксосинтезом из пропилена по нафтенатно-испарительной схеме. Выделяющуюся теплоту (1735 кДж на 1 кг альдегидов) снимают с помощью двойных трубок (трубки Фильда), в которых циркулирует паровой конденсат (12,5 кг/с) В процессе теплообмена температура конденсата повышается на 60 К- Определить объемный расход синтез-газа на входе в колонну, если он поступает с трехкратным избытком против теоретического. Удельная теплоемкость парового конденсата 4,18 кДж/(кг*К).

Задача 411. Масляные альдегиды получают оксосинтезом из пропилена по нафтенатно-испарительной схеме при: 130 °С в колонне, где 80% выделяющейся теплоты (1740 кДж на 1 кг альдегидов) снимают за счет циркуляции продуктов реакции через внешний теплообменник. В колонну поступает 8000 м3 синтез-газа в час, что в 1000 раз превышает объемный расход жидкого пропилена (плотность 500 кг/м3) на входе. Определить количество циркулирующей реакционной массы, если степень конверсии пропилена в альдегиды равна 80%, а удельная теплоемкость рециркулята, поступающего при 45 °С составляет 3,16 кДж/(кг-К).

Циклогексанон

В промышленности циклогексанон получают жидкофазным каталитическим окислением циклогексана кислородом воздуха. Наряду с циклогексаном образуется циклогексанол, и эти полупродукты используют в производстве капролактама.
Окисление циклогексана проводят в изотермических ли барботажных реакторах в присутствии катализаторов - стеаратов или нафтенатов кобальта.
По одному из вариантов ведут процесс в изотермическом реакторе при 145-150°С и 1 -2 МПа. Выделяющуюся теплоту снимают во встроенных в реактор змеевиках за счет выработки водяного пара давлением 0,35-0,4 МПа. Степень конверсии циклогексана за один проход через реактор равна 9-11%, а селективность по циклогексанону 32-34%.
По другому варианту процесс проводят при 118 160 °С и 0,9 МПа в двух-трех последовательных барботажных реакторах, в каждый из которых подводят сжатый воздух. Выделяющуюся теплоту снимают за счет испарения части избыточного циклогексана из реакционной массы. Степень конверсии циклогексана за один .проход равна 4-5%, а селективность по циклогексанону 40-41%.

Pr-61 В изотермический реактор с целью окисления циклогексана поступает 3000 м3 воздуха в час. За время .реакции (0,5 ч) степень конверсии циклогексана за один проход через реактор достигает 9,8%, а селективность по циклогексанону 33,5%. В реактор поступают циклогексан в мольном соотношении с кислородом воздуха, .равном 24 : 1, и водный конденсат (плотность 972 кг/м3) в количестве 51,2% от производительности реактора по циклогексанолу. Определить рабочую вместимость реактора, если .плотность жидкого циклогексана равна 670 кг/м3.

Скачать решение задачи Pr-61 (цена 100р)

Задача 412. Циклогексанон получают окислением циклогексана в изотермическом реакторе производительностью 1725 кг циклогексанона в час. В реактор поступает водный конденсат, расход которого равен 3,1% от расхода циклогексана на входе в реактор. За время реакции (0,5 ч) степень конверсии циклогексана за один проход достигает 11%, а селективность по циклогексанону 34%. Определить внутренний диаметр реактора, если уровень жидкой реакционной массы в нем 8,83 м, а объем, занимаемый змеевиками, 3,5 м3. Плотность циклогексана и водного конденсата соответственно 673 и 978 кг/м3.

Задача 413. Производительность изотермического реактора для окисления циклогексана составляет 3000 кг смеси циклогексанона и циклогексанола в час (массовое соотношение 1,4: 1). На окисление поступает циклогексан с объемной скоростью 2,1 ч-1 (плотность жидкости 704 кг/м3), и в этих условиях степень его конверсии равна 10,4%, а селективность по циклогексанону 32,5%. Определить наружный диаметр труб змеевиков, встроенных в реактор, если их объем составляет 11,6% от рабочей вместимости аппарата, а площадь поверхности теплообмена равна 244 м2.

Задача 414. Производительность изотермического реактора равна 1800 кг циклогексанона в час. Выделяющуюся теплоту (8370 кДж на 1 кг превращенного циклогексана) снимают за счет преобразования части водного конденсата (10% от его массового расхода), циркулирующего в 14 змеевиках реактора, в водяной пар давлением 0,4 МПа (теплота парообразования 2141 кДж/кг). Определить линейную скорость конденсата в трубах змеевиков, если их диаметр равен 57х3,5 мм, а селективность по циклогексанону 32,8%- Плотность водного конденсата 923 кг/м3.

Задача 415. Производительность установки для окисления, циклогексана в каскаде из четырехпоследовательных, барботажных реакторов составляет 3700 кг циклогексанона в час. При объемной скорости подачи жидкого циклогексана, равной 9 ч-1, степень его конверсии составляет 4,5%, а селективность по циклогексанону 40,2%. Определить расход воздуха, поступающего параллельными потоками в каждый реактор (в м3 на 1 м рабочей вместимости аппарата), если мольное соотношение циклогексан : кислород на входе равно 22 : 1, а плотность циклогексана 780 кг/м3.

Задача 416. Окисление циклогексана проводят в каскаде последовательных барботажных реакторов. Производительность установки по циклогексану 90 т/сут, внутренний диаметр реактора 3 м, высота 4,72 м, коэффициент заполнения 0,75. За время реакции (25 мин) степень конверсии циклогексана за один проход составила 4,5%, селективность по циклогексанону 41%. Определить число реакторов в каскаде, если плотность циклогексана равна 772 кг/м3. Газонаполнением реактора пренебречь.

Задача 417. Окисление циклогексана проводят в четырех: последовательных барботажных реакторах. Степень конверсии циклогексана за один проход одинакова в каждом реакторе и равна 1,25%, селективность по циклогексанону 40,8%)- Выделяющуюся теплоту (6580 кДж на' 1 кг циклогексанона) снимают за счет испарения циклогексана (20600 кг/ч) из реакционной массы. Определить объемный расход воздуха, если теплота испарения циклогексана равна 300 дДж/кг, его плотность 780 кг/м3 и на 1 м3 циклогексана подают 50 м3 воздуха.

Уксусная кислота

Среди современных промышленных методов получения уксусной кислоты важнейшими являются процессы окисления аиетальдегида и углеводородов (бутан, пен-1ган, бензины), а также карбонилирование метанола.
Представляет интерес совместный синтез уксусной кислоты и уксусного ангидрида окислением ацетальдегида. Процесс проводят при 55-60 °С и 0,15 МПа в присутствии смешанных гомогенных катализаторов. В качестве окислителя используют воздух с низким содержанием кислорода. Окисление проводят в барботажном реакторе со встроенными змеевиками для снятия выделяющейся теплоты. Целевые продукты получаются при степени конверсии ацетальдегида 13-14% за один про ход через реактор н селективности по смеси целевых продуктов 94,4-95%.
Окисление н-бутана до уксусной кислоты проводя: при 150-170°С и 5-8 МПа с полным превращением кислорода в барботажных реакторах, где выделяющуюся теплоту снимают преимущественно за счет испарения части реакционной жидкости. Степень конверсии н-бутан на за один проход через реактор составляет 30-40%, селективность по уксусной кислоте 67-77%.
Процесс проводят в жидкой фазе при 200-250 °С и 52-65 МПа в колонных аппаратах высокого давления в присутствии катализаторов - карбонилов и иодидов кобальта. Степень конверсии метанола за один проходил через реактор 57-65%, селективность по уксусной кислоте 90% в расчете на превращенный метанол и 70% и расчете на оксид углерода.

Pr-62 Уксусную кислоту получают совместно с уксусным ангидридом окислением ацетальдегида в реакторе внутренним диаметром 3,8 м. Производительность по смеси целевых продуктом 3200 кг/ч. Альдегидо-воздушная смесь, объемная доля ацетальдегида в которой 19%, поступает в реактор с объемной скоростью 890 ч-1. Определить полезную высоту реактора, если степень кои версии ацетальдегида за один проход равна 13,4%, а селективность по смеси целевых продуктов 94,5%.

Скачать решение задачи Pr-62 (цена 100р)

Задача 418. Уксусную кислоту получают совместно с уксусным ангидридом жидкофазным окислением ацетальдегида. В реактор, в котором высота жидкой реакционной массы 5,5 м, поступает в час 38000 м3 альдегидо-воздушной смеси с объемной долей ацетальдегида 25,8%. Определить внутренний диаметр реактора, если съем смеси целевых продуктов с 1 м3 реакционного объема равен 49 кг/ч, степень конверсии ацетальдегида за один проход 13,6%, а селективность по смеси целевых продуктов 94,8%.

Скачать решение задачи 418 (цена 100р)

Задача 419. Уксусную кислоту получают совместно с уксусным ангидридом жидкофазным окислением ацетальдегида в реакторе вместимостью 60 м3. Производительность 1 м3 реакционного объема такого реактора равна 50 кг/ч по смеси целевых продуктов. На окисление поступает парогазовая смесь с объемной долей ацетальдегида 18,7%; мольное соотношение ацетальдегид: кислород равно 2,5 : 1. Определить объемную долю кислорода в поступающей на окисление парогазовой смеси, ели степень конверсии ацетальдегида за один проход равна 13,8%, а селективность по смеси целевых продуктов 95%.

Задача 420. Уксусную кислоту получают совместно с уксусным- ангидридом жидкофазным окислением ацетальдегида в реакторе производительностью по смеси целевых продуктов 3400 кг/ч. В реактор при 40 °С и 0,15 МП а поступает парогазовая смесь с объемной долей ацетальдегида 19,2%. Определить диаметр патрубка штуцера для входа парогазовой смеси, если суммарная степень Конверсии ацетальдегида в смесь целевых продуктов равна 13%, а рабочая скорость в сечении патрубка штуцера составляет 14,5 м/с.

Задача 421. Уксусную кислоту и уксусный ангидрид полу чают окислением ацетальдегида в реакторе производительностью по смеси целевых продуктов 3100 кг/ч. Продукты реакции в виде паров отводят с уходящими газами через штуцер с диаметром патрубка 800 мм. Определить степень конверсии ацетальдегида за один проход через реактор, если линейная скорость парогазовой смеси в сечении патрубка штуцера при 60 °С и 0,15 МПа составляет 15 м/с, объемная доля ацетальдегида в парогазовой смеси 15,4%, а селективность по смеси целевых продуктов равна 94,8%.

Скачать решение задачи 421 (цена 100р)

Задача 422. Уксусную кислоту и уксусный ангидрид получают окислением ацетальдегида в реакторе производительностыо 3200 кг смеси целевых продуктов в час На окисление поступает парогазовая смесь объемной долей ацетальдегида 17,5% и объемной скоростыо на входе 926 ч-1. Определить наружный диаметр труб встроенных змеевиков, если их объем составляем 4,3% от полезной вместимости реактора, площадь поверхности теплообмена змеевиков 120 м2, а суммарная степень конверсии ацетальдегида в смесь целевых продуктов равна 13,2%.

Задача 423. Производительность установки жидкофазного окисления н-бутана, включающей два реактора, составляет 1350 кг/ч по уксусной кислоте. В реактор подаюI воздух (8150 м3/ч) и жидкий н-бутан (плотность 1390 кг/м3). Определить расход воздуха (в м3/ч на 1 м3 реакционного объема), если степень конверсии н-бутана равна 40%, селективность по уксусной кислоте 77%, объемная скорость подачи жидкого н-бутана 0,2 ч-1.

Задача 424. Уксусную кислоту получают жидкофазным окислением н-бутана в реакторе, где выделяющуюся теплоту (20900 кДж на 1 кг превращенного н-бутана) снимаю: перегретой водой, циркулирующей во встроенных змеевиках. В процессе теплообмена вода, расход котором равен 90 м3/ч, удельная теплоемкость 4,3 кДж/(кг-К), плотность 922 кг/м3, нагревается на 45 К. Определить объемный расход воздуха на входе в реактор, если п.: 1 кг н-бутана подают 4,5 кг воздуха, а степень конверсии н-бутана за один проход равна 38,4%.

Задача 425. Уксусную кислоту получают карбонилированием метанола на установке производительностью 8000 кг/ч по уксусной кислоте. На установку поступает сырье и .мольном соотношении оксид углерода : метанол = 4 : 1 в этих условиях селективность по уксусном кислоте достигает 70% в расчете на оксид углерода. Определить долю циркулирующего оксида углерода (в % ел его общего расхода на входе), если степень конверсии метанола равна 63%, а селективность 89,6% в расчете на метанол. Растворяется в реакционной смеси и теряется 87 кг оксида углерода на 1 т образующейся кислоты.

Задача 426. Уксусную кислоту получают карбонилированием метанола при 250°С в колонне производительностью 1250 кг/ч по уксусной кислоте. Часть выделяющейся теплоты (55%) снимают за счет циркуляции реакционной .жидкости, удельная теплоемкость - которой равна 3 кДж/(кг*К), а начальная температура 60 °С. Определить степень конверсии метанола за один проход через реактор, если массовая доля метанола в циркулирующей .жидкости равна 13,5%, тепловой эффект процесса 4160 кДж на 1 кг превращенного метанола, а селективность по уксусной кислоте 90%) в расчете на метанол.

   

Cтраница 2 из 3


Ваша корзина пуста.

Мы в контакте

Моментальная оплата
Моментальная оплата
руб.
счёт 410011542374890.