Вопросы и задачи на экзамен по курсу "Технология и оборудование отрасли", страница 4

Размерность К, см⁶/(моль²·с)

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

          Расход оксида азота 150 кг/ч, расход хлора 150 кг/час. Степень превращения реагента, взятого в недостатке,  составляет 0,12.

Разложение циклогексана  в газовой фазе 

С₆Н₁₂   =     3 С₂Н₄

Процесс  подчиняется кинетическому уравнению:

          (-W_A)= К·

Зависимость константы скорости k(c^-1) от температуры выражается уравнением Аррениуса, в котором lnk₀ = 35,44;  E = 310  кДж/моль.

          Процесс протекает при температуре 950 ^оС и атмосферном давлении (0,1 МПа).

          В реактор подаётся 5000 м³/ ч циклогексана  в нормальных физических условиях и 5000 м³/час азота в тех же условиях.  Степень превращения составляет 0,9.

          Рассчитать объёмы реакторов РИВ и РИС-н.

Дивинил из циклогексана получают по реакции:

С₆Н₁₂ = 3/2С₄Н₆ + 3/2Н₂,

которая происходит в газовой фазе и подчиняется кинетическому уравнению:

          (-W_A)= К·

Зависимость константы скорости (c^-1) от температуры выражается уравнением Аррениуса, в котором lnk₀ = 32,29;  E = 283  кДж/моль. Крекинг протекает при температуре 950 ^оС и атмосферном давлении (0,1 МПа). В реактор подаётся 10000 м³/ ч циклогексана в нормальных физических условиях и 2000 м³/час азота в нормальных физических условиях. Степень превращения составляет 0,9.

          Рассчитать объёмы реакторов РИВ и РИС-н.

В проточном  адиабатическом реакторе идеального смешения протекает обратимая экзотермическая реакция первого порядка типа

                    А       →          В

Константа скорости прямой реакции рассчитывается по уравнению:

                                                     ч^-1

Константа равновесия реакции при 298 ^оС = 20.

Тепловой эффект реакции ∆H= - 65000 кДж/моль. В реактор объёмом V_р = м³

 Реагенты поступают с объёмным расходом  V₀ = 0,5  м³/ч, начальной концентрацией С_Ао = 1,5 кмоль/м³ и начальной температурой Т₀ = 320 К.

          Теплоемкость реакционной смеси С_р = 2,5 кДж/(кг·К), плотность ρ=800кг/м³.

           Определить степень превращения достигаемую в реакторе. Какой должна быть начальная температура, чтобы достичь в реакторе максимальной скорости превращения?

Эндотермическая реакция первого порядка типа А→R протекает в адиабатическом реакторе идеального смешения непрерывного действия, имеющего объём V_Р = 1,5 м³. Тепловой эффект реакции ΔН = 195000 кДж/кмоль. Зависимость константы скорости от температуры выражается уравнением Аррениуса, в котором k₀ = 7·10⁷, E = 43000 Дж/моль. Реагент поступает в реактор с начальной концентрацией С_Ао = 1 кмоль/м³, начальной температурой Т₀ = 350 К и объёмном расходом V₀ = 2,0 м³/ч. Средняя плотность реакционной смеси ρ = 940 кг/м³, теплоёмкость С_Р = 1,07 кДж/(кг·К), размерность k в ч^-1.

          Определить степень превращения и температуру, достигаемые в реакторе.

          В реакторе идеального смешения проводится жидкофазная экзотермическая реакция первого порядка типа А→R+S, ΔН = -51200 кДж/кмоль. Константа скорости реакции равна k = 5,4∙10⁵∙ехр(-47800/RT),c^-1.

Объём реактора 1 м³, начальная концентрация раствора 4 кмоль/м³, скорость подачи раствора 0,005 м³/с. Теплоемкость раствора 3,73 кДж/(кг∙К), плотность раствора 1100 кг/м³. Оптимальная температура реакции 60 ^оС, температура реагентов на входе в реактор 25  ^оС. Определить площадь теплообменв, если известно, что температура охлаждающей воды 10 ^оС, К_т=320 Вт/(м²∙К).

Какую температуру необходимо поддерживать в реакторе идеального вытеснения, работающем в изотермическом режиме, и какова тепловая нагрузка на реактор, если в реакторе протекает реакция:

                          (ΔH = 28000 кДж·моль^-1)

Степень превращения 0,65. Реакция первого порядка по веществу А и Д. Константа равновесия равна К_р = 1,6 при 298 К.

 

В реактор подаётся вещество А со скоростью V₀ =3·10^-3 м³·с^-1 и концентрацией С_Ао = 3 кмоль·м³. Время пребывания τ = 1,5 мин.

Протекают реакции:

       А → R                                    (1)

       А → 2S                                   (2)

Продукт R – целевой. Реакция (1) подчиняется кинетическому уравнению второго порядка (n₁ = 2) , а реакция (2) – первого порядка  (n₂ = 1). Продукт R- целевой. Константы скорости реакций: К₁ = 0,2 м³/(кмоль·ч); К₂ = 1,6 ч^-1.

Объёмный расход на входе в реактор V = 6 м³/ч. Степень превращения равна 0,8. Исходная концентрация реагента А С_Ао = 2 кмоль/м³.

          Выбрать реактор РИС или КРИС, обеспечивающий наибольший выход целевого продукта.