Материальный баланс по ОХТ

Задание

Расчет материального баланса стадии окислении аммиака в производстве азотной кислоты
Составление уравнения теплового баланса и на его основе определение температуры, до которой следует нагревать аммиач­но-воздушную смесь для обеспечения автотермичности процесса. Расчет размеров контактного аппарата.
Исходные данные:
производительность установки, 30 т/сут       
степень абсорбции оксидов азота - 0,95
давление контактирования Рк = 0,1 МПа      
содержание аммиака в аммиачновоздушной смеси, мас.д., 8%
температура воздуха, 20°С
относительная влажность воздуха, 30%        

Задание 

Расчет материального баланса процесса производства серной кислоты из сернистого колчедана
Исходные данные:
производительность печи в расчете на условный 45 % колчедан, 200000кг/сут
используемое сырьё - флотационные хвосты с содержанием серы в расчете на сухой колчедан,42,4 %
влажность колчедана, 3%   
средняя годовая температура внешнего воздуха, 3°С
влажность воздуха, 75%    
содержание диоксида серы SО2 в сухом обжиговом
газе, об.д.,13,6 %         
содержание триоксида серы SО3 в сухом обжиговом газе, об.д., 0,1%     
содержание серы в пыли и огарке, 0,7%       
температура поступающего колчедана, 8°С 
температура кипящего слоя, 830°С      
температура газов при выходе из печи, 820°С      
температура огарка при выгрузке из слоя, 820°С 

Задание

Расчет материального баланса процесса производства экстракционной фосфорной кислоты из апатитового концентрата
Исходные данные:
- содержание оксида фосфора (фосфорный ангидрид)
Р2О5 в продукционной кислоте, мас.д., 32% 32
- концентрация серной кислоты H₂SО₄, мас.д., 76% 76
- апатитовый концентрат содержит, мас.д., %:
оксида фосфора Р₂О₅ -39,4%
оксида кальция СаО - 52%
фтора - 3%
- норма серной кислоты H₂SО₄ от стехиометрической
на оксид кальция СаО, 100 %
- коэффициент извлечения оксида фосфора Р₂О₅
при экстракции, 98%
- коэффициент отмывки оксида фосфора Р₂О₅
при фильтрации, 98%
- в газовую фазу выделяется фтора от содержащегося
в сырье, мас.д., 20%
- кратность циркуляции пульпы равна 5,8:1
- в пульпе, поступающей на фильтрацию, отношение жидкость-твердое вещество (Ж-Т) равно 3:1
- влажность гипса на карусельном фильтре, %:
в первой зоне 47%
во второй зоне 44,2%
в третьей зоне 42%
в четвертой зоне 40%
- при фильтрации испаряется на 1 т апатита воды, 29,5 кг
- расчет проводят на массу апатитового концентрата, 1 т

Задание  

Провести расчеты и составить материальный баланс реактора гидратации при производстве синтетического этилового спирта.
Исходные данные:
– производительность установки по этиловому спирту 120000 кг/ч;
– распределение этилена на образование продуктов, % масс.: этилового спирта С₁ =95,5; диэтилового эфира С₂ =2; ацетальдегида С₃ =1,5; полимеров С₄ =1,0;
– мольное соотношение водяной пар: этилен = 0,7:1;
– конверсия этилена за один проход 4,5%.
Примечание: для упрощения расчетов принимаем концентрации исходных продуктов (этилена и воды) равными 100%.

Задание 

Составить материальный баланс реактора окисления этилена воздухом при производстве оксида этилена.
Исходные данные:
– степень окисления этилена 0,5;
– состав исходной газовой смеси, % об.: этилен – 2,8; воздух – 97,2.
Молекулярные массы, кг/кмоль:
этилен – 28;
оксид этилена – 44;
кислород – 32;
азот – 28.
Расчет вести на 1 т оксида этилена.

Задание 

Провести материальные расчеты и составить материальный баланс реактора для каталитического окислительного дегидрирования метанола в формальдегид. Производительность реактора 10000 т/год CH₂O.
Исходные данные:
–степень превращения метанола в формальдегид 0,7;
–общая степень превращения метанола (с учетом побочных реакций) 0,8;
–содержание метанола в спирто-воздушной смеси 40% об.;
–мольное соотношение побочных продуктов в продукционном газе HCOOH: CO₂ : CO: CH₄ = 1,8 : 1,6: 0,1: 0,3.
Агрегат работает 341 день в году.
Процесс превращения протекает на твердом серебряном катализаторе при 550 – 600⁰С.
Молекулярные массы,кг/кмоль:
формальдегид –30;
метанол – 32;
кислород – 16;
муравьиная кислота – 46;
диоксид углерода – 44;
оксид углерода – 28;
водяной пар – 18;
метан – 16;
кислород – 32;
азот – 28.

Задание 

Провести материальные расчеты и составить материальный баланс стадии каталитического окисления ацетальдегида кислородом.

Исходные данные:
– производительность установки по уксусной кислоте 35000 т/год; 
–производство работает 8000 ч/год;
–степень превращения ацетальдегида 99,2%; 
–содержание уксусной кислоты в товарном продукте 99,5%масс.;
–конверсия кислорода 98%;
–содержание азота в кислороде 2%.

Состав технического ацетальдегида, поступающего на окисление, % масс.:
–ацетальдегид 99,5;
–паральдегид 0,1;
–уксусная кислота 0,1;
–кротоновый альдегид 0,1;
–вода 0,2.

Распределение ацетальдегида (в % масс.) на образование: 
–уксусной кислоты 96,0; 
–метилацетата 0,95;
–муравьиной кислоты 1,4;
–этилидендиацетата 0,25;
–диоксида углерода 1,4.

Потери, % масс.: 
–при окислении 4; 
–при ректификации 5,5.

В качестве катализатора используется раствор ацетата марганца. Состав катализаторного раствора, % масс.: 

раствора, % масс.: 
–ацетат марганца 3,5; 
–уксусная кислота 70; 
–вода 26,5. 
Ацетат марганца подается в количестве 0,065% от массы технического ацетальдегида, поступающего на окисление.

Задание

Произвести материальные расчеты и составить материальный баланс процесса хлорирования бензола в производстве 1т хлорбензола. 
Исходные данные:
Состав жидких продуктов реакции, % масс.: 
–бензола 65;
–хлорбензола 32;
–дихлорбензола 2,5; 
–трихлорбензола 0,5. 
Технический бензол содержит 97,5% масс.чистого бензола. В техническом хлоре содержание чистого вещества 98% масс. 
Молекулярные массы, кг/кмоль: 
бензол – 78; 
хлорбензол – 112,5; 
дихлорбензол – 147; 
трихлорбензол – 181,5; 
хлор – 71; 
хлористый водород –36,5.

Задание 

Производство циклогексанона дегидрированием циклогексанола
Исходные данные:
– мощность установки по циклогексанону 40000 т/год; 
– ресурс рабочего времени по данным действующего производства 8000 ч/год;
– степень превращения циклогексанола 62 %; 
– избирательность (%) по циклогексанону – 98; циклогексену – 0,5; дианону – 1,5. 
Состав сырья, подаваемого на дегидрирование, % масс.: –циклогексанол 99; –циклогексанон 0,5; –эфиры 0,5.
Состав циклогексанона, % масс.:
– циклогексанон 99,9; 
– примеси (циклогексанол, вода, спирты) 0,1. 
Потери циклогексанола с водородом 0,1 % масс. 
Потери циклогексанона при ректификации 2 % масс. 
Молекулярные массы, кг/кмоль: 
вода – 18; 
циклогексанол – 100;
циклогексанон – 98; 
циклогексен – 82;
дианон – 178.

Задание

Составить материальный баланс стадии синтеза карбамида. Мощность производства 450000 т/г. 
Исходные данные:
– эффективное время работы установки 335 сут; 
– концентрация исходного аммиака 100%масс.; 
– избыток аммиака от стехиометрического количества 100%;
– степень превращения карбамата аммония 60%.
Состав технического диоксида углерода, % масс.:
– диоксид углерода 98;
– примеси 2. 
Потери карбамида 7 % масс. 
Молекулярные массы, кг/кмоль: аммиак – 17; карбамат аммония – 78; карбамид – 60; диоксид углерода – 44; хлор – 71; хлористый водород –36,5; вода – 18; гидроксид аммония – 35.