Расчёт основных показателей ХТП Расчёт выхода продукта

Расчёт основных показателей ХТП
Расчёт выхода продукта
ПРИМЕР 1. Рассчитайте выход этанола, если на получение 1 тонны этилового спирта
было затрачено 0,69 тонн этилена.
Решение. Этанол получают при взаимодействии этилена с водой:
С2Н4 + Н2О → С2Н5ОН
Молярные массы: М(С2Н4) = 28 кг/кмоль; М(С2Н5ОН) = 46 кг/кмоль.
Теоретически из 690 кг этилена можно получить
Практический выход этанола:
Ответ: выход этанола равен 88%.
Расчёт степени превращения
ПРИМЕР 2. Массовая доля азота в каменном угле составляет 1,7%. В процессе
коксования 1 тонны угля было получено 4,5 кг аммиака. Рассчитайте степень
превращения азота в аммиак.
Решение. Запишем реакцию синтеза аммиака:
N2 + 3H2 → 2NH3
Молярные массы: М(N2) = 28 кг/кмоль; М(NH3) = 17 кг/кмоль.
В 1 тонне угля содержится 1000·0,017=17 кг азота.
На получение 4,5 кг аммиака было затрачено азота:
Степень превращения азота:
Ответ: степень превращения азота равна 23,5%.
Расчёт производительности и интенсивности аппарата
ПРИМЕР 3. В колонну для окисления твёрдого парафина загружают 40 тонн парафина,
который занимает 75% объёма колонны (высота 10 метров, диаметр 2,5 метра). Процесс
окисления длится в среднем 18 часов. Рассчитайте производительность колонны и
интенсивность процесса окисления парафина.
Решение. Объём окислительной колонны:
Полезный объём колонны составит Vпол.= 0,75·49 = 36,8 м3.
Производительность колонны
Интенсивность процесса окисления парафина:
Задачи для самостоятельного решения
1. Концентрация исходного вещества на входе в реактор составляет 7,8 моль/л, а на
выходе из реактора 0,4 моль/л. Определить степень превращения исходного
вещества.
2. Концентрация исходного вещества А на входе в реактор составляет 10 моль/л.
Концентрация продукта В на выходе из реактора равна 4 моль/л. Процесс
характеризуется стехиометрическим уравнением: 2А → В. Определить выход
продукта В.
3. На входе в реактор концентрация исходного вещества А составляет 12,0 моль/л, а
продукта В равна 0. На выходе из реактора концентрация исходного вещества А
равна 2 моль/л, а целевого продукта В - 4 моль/л. Процесс описывается
уравнениями:
2А  В
АС
Определить селективность процесса по целевому продукту В.
4. Рассчитать расходный коэффициент технического ацетальдегида, содержащего
98% ацетальдегида, для получения 1 т уксусной кислоты в процессе его окисления
по реакции:
СН3СНО + 0,5О2 → СН3СООН,
если выход кислоты по альдегиду составляет 89,3%.
5. Рассчитать расход серного колчедана с массовой долей пирита FeS2, равной 95%,
на получение 50 т/ч серной кислоты концентрацией 92%, если степень выгорания
серы 0,98, суммарная степень использования SO2, полученного при сжигании
колчедана, равна 0,96.
6. Рассчитать расход природного газа с объёмной долей метана CH4 96% для
получения 1100 м3/ч ацетилена C2H2. Выход продукта составляет 32%.
7. Определить годовую производительность реактора по готовому продукту –
уксусной кислоте CH3COOH. В реактор поступает 37000 м3/ч альдегидо-воздушной
смеси с объёмной долей ацетальдегида CH3CHO 25%. Степень конверсии
ацетальдегида 13,8%, селективность 95%.
8. В колонну для окисления твёрдого парафина объёмом 50 м3 загружают 40 т
парафина, который занимает 75% объёма реактора. Процесс окисления длится 18
часов. Рассчитайте часовую производительность колонны и интенсивность
процесса окисления парафина.
9. Вычислите, сколько кг метанола можно получить из 1 тонны оксида углерода СО,
если чистота исходного продукта составляет 98%, а потери метанола равны 13%.
10. Рассчитайте производительность в сутки резиносмесителя, если из его камеры
каждые 10 минут выгружают 280 кг резиновой смеси.
11. Годовая производительность установки по производству уксусной кислоты
составляет 20 тыс. тонн в год. Вычислите часовую производительность, если цех
работает 365 дней в году, из них 32 дня отводятся на ремонты.
12. Продукционная башня имеет высоту 16 м и диаметр 5,5 м. Полезный объём башни
составляет 85%. Производительность башни составляет 90 т в сутки. Рассчитайте
интенсивность процесса.
13. На получение 1 тонны метанола расходуется 2500 м3 синтез-газа. Рассчитайте
выход метанола.
14. Рассчитайте, сколько можно получить формальдегида, если на процесс окисления
подано 1,8 т метанола, степень конверсии метанола составляет 85%.
15. Рассчитайте производительность реактора по готовому продукту – уксусной
кислоте. В реактор поступает 37000 м3/ч альдегидо-воздушной смеси с объёмной
долей ацетальдегида 13,8%, селективность по уксусной кислоте 95%.