Задачи по общей химической технологии

Задача Определить расходный коэффициент по техническому карбиду кальция в производстве ацетилена. В техническом  карбиде кальция содержится 80 % СаС₂, степень превращения СаС₂ равна 0,75.

Задача Рассчитать расход бензола и пропан-пропиленовой фракции газов крекинга (объемная доля пропилена – 28 %,
пропана – 72 %) для производства 1 т фенола. Выход изопропилбензола из бензола составляет 84 % от теоретического, а фенола из изопропилбензола – 97 %. Молярные массы: бензола – 78, пропилена – 42, фенола – 94, пропана – 44.

Задача Определить расход бурого угля (71 % массовых долей С), водяного пара и воздуха для получения 1000 м³ генераторного газа, содержащего в объемных долях, %:
СО – 39, Н₂ – 19, N₂ – 42.
Процесс газификации твердого топлива содержит две основные реакции:

С + Н₂О = СО + Н₂ (1)

2С + О₂ = 2СО (2)

Молярные массы О₂ – 32, N₂ – 28, Н₂О – 18. Для упрощения принять состав воздуха в объемных долях, %: N₂ – 79, О₂ – 21. Молярная масса воздуха – 29.

Задача Определить расходные коэффициенты в производстве технического карбида кальция, содержащего массовые доли, %: СаС₂ – 86, СаО – 6, С – 3, примеси – остальное. Известь содержит 97 % СаО, кокс – 93 % С, остальное – примеси. Расчет вести на 1 т продукта.
Процесс идет по реакции:
СаО + 3С = СаС₂ + СО
Молярные массы:
СаО – 56,
С – 12,
СаС₂ – 64.

Задача Определить степень превращения Х_В и состав реакционной смеси для реакции А + 2В = 2R + S, если Х_А = 0,6;
С_А0 = 1 кмоль/м³; С_В0 = 1,5 кмоль/м³

Задача Рассчитать среднее время пребывания реагентов в проточном реакторе идеального смешения, необходимое для достижения степени превращения исходного реагента X_Af = 0,8.
В реакторе протекает реакция второго порядка 2А→R+S, скорость которой описывается при постоянной температуре кинетическим уравнением ω_тA = 2,5 С_А². Начальная концентрация реагента А на входе в реактор С_А.0. = 4 кмоль/м³.

Задача Определить среднее время пребывания реагентов в проточном реакторе идеального вытеснения. Реакция второго порядка 2А→R+S, скорость которой описывается при постоянной температуре кинетическим уравнением ω_тА = 2,5 с_А² .
Начальная концентрация реагента А на входе в реактор с_А.0 = 4 кмоль/м³, степень превращения исходного реагента X_Af = 0,8).

Задача Процесс описывается реакцией типа А → 2R и осуществляется в установке из трех реакторов смешения (рис. 1).

Рис. 1.

Объемы реакторов  V_p1 = 0,2 м³,  V_p2 = 0,2 м³,  V_p3 = 0,6 м³. Константа скорости реакции равна 0,02 с^-1. Объемный расход составляет 18 м³/ч, концентрация исходного вещества А – 2,6 кмоль/м³. Время пребывания в обеих ветвях установки одинаковое. Определить производительность установки по продукту R.

Задача Процесс описывается реакцией типа А → R с константой скорости, равной 0,25 с^-1. Он проводится в установке (рис. 1), состоящей из двух реакторов: V_p1 = 0,08 м³ и V_p2 = 0,05 м³. Объемный расход составляет 720 л/мин. Концентрация
вещества А в потоке равна 3 моль/л. Исходный поток по реакторам разделяется поровну. Определить объемные расходы, подаваемые в каждый реактор, и производительность по продукту R.

Рисунок 1

Задача Процесс, описываемый реакцией первого порядка типа А → 2R с константой скорости k = 2,05^.10^-2 с^-1, проводится в системе реакторов (рис. 1). Объемный расход исходной смеси равен 100 л/мин, объем реактора вытеснения – 50 л. Объемы реакторов смешения и вытеснения равны. Концентрация вещества А в исходном потоке составляет 2,6 моль/л.
Определить распределение объемного потока по реакторам и производительность установки по продукту R при условии, что степени превращения в реакторах равны.

Рисунок 1