Вопросы и задачи на экзамен по курсу "Технология и оборудование отрасли", страница 3

Составить материальный баланс процесса очистки 20000 м3/ч выхлопных газов от окислов азoта. Очистка осуществляется адсорбцией их 10 %-ным (по массе) раствором Na2CO3:

       Na2CO3 + NO + NO2 = 2NaNO2 + CO2

Состав газа, поступающего на очистку (по объёму): 91% N2, 6%O2, 1,5%NO, 1,5% NO2.  Степень очистки 70% при стехиометрическом соотношении исходных реагентов.

Составить материальный баланс шахтной печи производства сульфида натрия производительностью 3 т/ч 100% - ного Na2S. Процесс образования основного продукта идет по реакции:

          Na24 +4Н2 = Na2S + 4Н2О

Наряду с основной реакцией протекает также процесс:

          Na24 + Н2 = Na23 + Н2О

Степень превращения Na24  в  Na2S 90%, степень превращения Na24 в  Na23  5%, содержание Na24 в техническом сульфате 96 масс.%; состав исходного газа 97% об. Н2 и 3% об. N2. Коэффициент избытка водорода по основной реакции равен 4. Рассчитать расходные коэффициенты по сырью.

Составить материальный баланс получения дивинила (по методу С.В. Лебедева)

       2С2Н5ОН    =  СН2=СН-СН=СН2  + Н20  + Н2

на 1,5 тонны 95%-ного этилового спирта, если выход дивинила составляет 40% и производственные потери по сырью 2%. Рассчитать расходные коэффициенты по сырью.

Рассчитать объёмы реакторов РИВ и РИС-н для процесса превращения этилена в дивинил, протекающего в газовой фазе:

2Н44Н6 +  Н2,

Реакция практически необратима и имеет второй порядок. Константа скорости реакции (м3/кмоль·с) может быть рассчитана по уравнению Аррениуса, в котором E = 235,7  кДж/моль (при температуре 780-880 оС); lgk0 = 12,63.

  Процесс  протекает при температуре 800 оС и атмосферном давлении (0,1 МПа). Степень превращения  0,94, расход этилена составляет 100 м3 в нормальных физических условиях в ч.(0 оС и 0,1 МПа) 

Рассчитать объёмы реакторов РИВ и РИС-н для процесса крекинга этилена

                             С2Н4 = С2Н2  +   Н2

Процесс  протекает в газовой фазе и имеет первый порядок.          Зависимость константы скорости k(c-1) от температуры выражается уравнением Аррениуса, в котором lgk0 = 8,37;  E = 194  кДж/моль.

          Расход этилена 20000 м3 в час в нормальных физических условиях. Для его разбавления в реактор вводится азот в количестве 20000 м3 в час в нормальных физических условиях

          Процесс протекает при температуре 1100 оС и атмосферном давлении (0,1 МПа).

            Степень разложения этилена  0,3.

Разложение пропилена протекает в газовой фазе по реакции

С3Н6 = СН4  +   С2Н2

       Процесс подчиняется кинетическому уравнению:

                  WA = k 

          Константа скорости с-1 рассчитывается по уравнению Аррениуса, в котором lgk0 = 28; E = 270 кДж/моль.

          Процесс ведут при температуре 1000 оС и атмосферном давлении 0,1 МПа.

          В реактор подается 10000 м3/час пропилена (в пересчете на нормальные физические условия). Степень превращения пропилена составляет 0,6.

          Рассчитать объёмы реакторов РИС-н и РИВ, необходимые для проведения процесса.

При термическом разложении гексафторацетона в газовой фазе в интервале температур 823 – 843 К протекает реакция:

СF3COCF3 → С2F6 + CO

Реакция подчиняется   кинетическому уравнению I –го порядка. Константа скорости реакции (с-1) рассчитывается по уравнению Аррениуса, в кото-ром k0 = 4·109 ;  E = 212,9  кДж/моль.

Расход гексафторацетона составляет 20 кг/ч, для его разбавления подаётся азот в количестве 10 кг/ч.

Процесс проводится при атмосферном давлении (0,1 МПа) и температуре 833 К.

Степень разложения гексафторацетона  равна 0,2.

          Рассчитать объёмы реакторов РИВ и РИС-н.

Метилацетилен получают в газовой фазе  по реакции:

С3Н6 →СН3- С≡СН + Н2,

Процесс  подчиняется кинетическому уравнению:

          (-WA)= К·

Зависимость константы скорости (c-1) от температуры выражается уравнением Аррениуса, в котором lnk0 = 30,6;  E = 317  кДж/моль. Крекинг протекает при температуре 1000 оС и атмосферном давлении (0,1 МПа). В реактор подаётся 10000 м3/ ч пропилена  в нормальных физических условиях и 0 м3/час азота в тех же условиях.  Степень превращения составляет 0,1.

          Рассчитать объёмы реакторов РИВ и РИС-н.

Найти объёмы реакторов РИВ и РИС-н для процесса образования хлористого нитрозила:

2NO + Сl2   =      2NOСl

или в общем виде:

          2А + В = продукт.

Реакция протекает вдали от состояния равновесия в газовой фазе и подчиняется кинетическому уравнению  третьего порядка:

          WA = k,

Константа скорости рассчитывается по уравнению:

          lgk=(490/T) + 10,5·lgT – 20,697