лучшие книги по экономике
Главная страница

Главная

Замовити роботу

Последние поступления

Форум

Создай свою тему

Карта сайта

Обратная связь

Статьи партнёров


Замовити роботу
Книги по
алфавиту

Б
В
Г
Д
Е
Ж
З
И
К
Л
М
Н
О

Технологічні процеси галузей промисловості

Страницы [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]

Розраховані маси речовин, що необхідні для здійснення технологічного процесу, використано для складання таблиці матеріального балансу.
Таблиця 6.3
МАТЕРІАЛЬНИЙ БАЛАНС ОТРИМАННЯ КАРБАМІДУ З 10 t АМІАКУ


Витрачено

Одержано

Назва речовини

Маса (t)

Назва речовини

Маса (t)

Вапняк

35,52

Оксид кальцію

16,47

 

 

Втрати оксиду кальцію

1,83

 

 

Диоксид вуглецю

12,941

 

 

Втрати диоксиду вуглецю

1,438

 

 

Домішки у вапняку

2,841

Диоксид вуглецю

12,941

Карбамід

16,765

 

 

Втрати карбаміду

0,882

Аміак

10,0

Вода

5,029

 

 

Втрати води

0,265

Всього:

58,461

Усього:

58,461

Схему руху матеріальних потоків технологічного процесу отримання карбаміду показано на рис. 6.1.

Рис. 6.1. Схема руху матеріальних потоків отримання карбаміду
Задача 5. Обчислити, як зміниться продуктивність процесу синтезу аміаку, якщо концентрація водню збільшилась у два рази.

Розв’язання. Технологічний процес відбувається за таким стехіометричним рівнянням:
N2 + 3H2  2NH3.
Згідно з законом діючих мас, при сталій температурі швидкість хімічної реакції пропорційна добуткові концентрацій реагуючих речовин, причому кожна концентрація входить у добуток у ступені, що дорівнює коефіцієнту, який стоїть перед формулою речовини в рівнянні реакції. Відповідно швидкість прямої та зворотної реакцій даного процесу матимуть вигляд:
 
k1 і k2 — константи швидкості відповідно прямої та зворотної реакцій. Константа швидкості визначається природою реагуючих речовин і залежить від температури та наявності каталізаторів і не залежить від концентрації реагуючих речовин.

Після збільшення концентрації водню швидкість прямої реакції змінюється:

 

Звідки:


Отже, швидкість прямої реакції збільшиться у 8 разів, а швидкість зворотної не змінилася. Таким чином, продуктивність процесу збільшується у 8 разів, рівновага зміщується у напрямі утворення аміаку.

Задача 6.Обчислити зміну продуктивності процесу окислення диоксиду сірки до триоксиду сірки, що є однією з стадій виробництва сірчаної кислоти, якщо тиск у системі збільшити в три рази.

Розв’язання. Технологічний процес, в якому всі реагуючі компоненти є газоподібними речовинами, відбувається за схемою:
2SO2 + O2  2SO3.
Згідно з законом діючих мас, як і в попередньому прикладі, швидкості відповідно прямої і зворотної хімічних реакцій даного процесу матимуть вигляд:
 
Оскільки для гомогенних газових систем тиск — це суть концентрація, то, згідно з законом дії мас, результативна швидкість хімічних реакцій (vпр і vзв) визначатиметься так:
;
Звідки:

Отже, швидкість прямої реакції збільшилась у 27 разів, а зворотної — у 9 разів. Продуктивність процесу зросла у 3 рази, а рів­новага змістилася у напрямі утворення триоксиду сірки.

Задача 7. Обчислити зміну продуктивності процесу, що відбувається в газовій фазі, якщо температуру підвищили від 30оС до 333 К, а температурний коефіцієнт швидкості реакції дорівнює 2.

Розв’язання. Залежність швидкості хімічної реакції (а отже і продуктивність процесу) від температури визначається емпіричним правилом Вант-Гоффа, суть якого полягає в тому, що при збільшенні температури на кожні 10о С швидкість реакції зростає в 2—4 рази. Нагрівання веде до зростання, а охолодження до зменшення швидкості реакції. Математично це відображається так:

де  і  — швидкості реакцій відповідно при температурі Т2 і Т1; g — температурний коефіцієнт швидкості реакції — число, яке показує, у скільки разів змінюється швидкість даної реакції при зміні температури в системі на 10оС.

Виходячи з даних задачі та з урахуванням, що 333К = 60оС, маємо:


Отже, швидкість реакції , яка відбувається при температурі 60оС, збільшилась порівняно зі швидкістю реакції , яка відбувається при 30оС, у 8 разів.
6.4.2. Задачі для самостійного розв’язання
1. Скільки карбаміду можна добути з 1 t аміаку за один прохід у колоні синтезу, якщо вихід становить всього 35 %?
2. Скільки 50 %-ної сірчаної кислоти можна добути з 40 м3 диоксиду сірки, якщо окислення відбувається на 95 %, а при поглинанні водою 3 % отриманого триоксиду сірки втрачається?
3. Скільки 52 %-ної азотної кислоти треба взяти для добування 10 t аміачної селітри, якщо вихід останньої становить 96 %? Скільки нітрату натрію треба взяти замість цієї кількості аміачної селітри, щоб внести у ґрунт таку саму масу поживної речовини?
4. З якою кількістю преципітату CaHPO4 у ґрунт буде внесено таку саму масу поживної речовини, як і з 1t фосфоритного борош­на Ca3(PO4)2?
5. Розрахуйте теоретичні норми витрат фосфориту Ca3(PO4)2 та сірчаної кислоти для добування 1t подвійного суперфосфату.
Основні стадії процесу: 1) отримання фосфорної кислоти екстракційним методом Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 = 2H3PO4 + 3CaSO4; 2) добування подвійного суперфосфату Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 = 3Ca(H2PO4)2.
Розрахуйте фактичну норму витрат фосфориту, якщо вихід у першому процесі становить 95 %, а в другому — 92 %.
6. Порівняйте економічну ефективність праці двох підприємств з добування гашеного вапна, якщо на першому підприємстві з 100 kg сировини, що містить 84 % карбонату кальцію, отримали 37 kg СаО, а на другому з такої самої маси сировини, що містить 96 % СаСО3 — 42 kg оксиду кальцію.
7. Розрахуйте матеріальний баланс та складіть схему руху матеріалопотоків отримання фосфорної кислоти з 1t фосфориту, в якому міститься 8 % домішок, якщо відомо, що: 1) вихід у реакції відновлення фосфориту вуглецем становить 95 %; 2) вихід у реак­ції окислення фосфору киснем становить 98 %; 3) взаємодія пентаоксиду дифосфору з водою відбувається без втрат.
8. Визначте матеріальний баланс і складіть схему руху матеріалопотоків отримання карбаміду з 100 m3 азоту, якщо процес відбувається за такими стадіями: 1) взаємодія азоту та водню з отриманням аміаку відбувається з втратами готового продукту на 3 %; 2) обпалення вапняку для отримання диоксиду вуглецю протікає з виходом 92 %; 3) отримання карбаміду з диоксиду вуглецю та аміаку протікає без втрат.
9. Розрахуйте матеріальний баланс та складіть схему руху матеріалопотоків виробництва 1 t моногідрату сірчаної кислоти, якщо відомо, що вихідною сировиною є сірководень з вмістом домішок 5 %, а також: 1) окислення сірководню відбувається з виходом 91 %, 2) окислення диоксиду сірки до триоксиду проходить з виходом 98 %, 3) абсорбція триоксиду сірки водою протікає без втрат.
10. Як треба змінити тиск у реакторі каталітичного окислення диоксиду сірки до триоксиду, щоб продуктивність процесу зросла в 3 рази?
11. Знайти температурний коефіцієнт швидкості реакції, якщо в разі збільшення температури з 25оС до 328К швидкість процесу зросла в 15,6 раза.
12. Як зміниться швидкість реакції розкладу вапняку, якщо тиск в системі підвищити вдвічі?
13. Як треба змінити температуру в апараті, щоб продуктивність процесу при температурному коефіцієнті g = 3 зросла в 27 разів?
14. При початковій температурі 20оС і температурному коефіцієнті g = 2 реакція закінчується за 4 хв. За який час закінчиться ця реакція при 0оС і 50оС?
15. При температурі 25оС реакція закінчується за 36 хв., а при 45оС — за 4 хв. Визначте температурний коефіцієнт швидкості хімічної реакції.
16. Як треба змінити концентрацію диоксиду сірки для того, щоб продуктивність процесу окислення диоксиду сірки до триоксиду сірки зросла в 9 разів?
17. Як треба змінити тиск у колоні синтезу аміаку, якщо почат­ковий P1 = 8кгс/см2, для того, щоб продуктивність процесу (пряма реакція) зросла у 16 разів. Відповідь дайте в одиницях SI.
18. Як зміниться продуктивність процесу отримання аміаку (в скільки разів) якщо:
а) концентрацію азоту збільшити в 4 рази;
б) об’єм газової суміші зменшити вдвічі;
в) тиск змінити з 4 кгс/мм2 до 200кгс/см2.
19. Які дії над екзотермічним процесом окислення диоксиду сірки до триоксиду сірки призведуть до зміщення рівноваги вправо, в бік утворення триоксиду сірки:
а) збільшення концентрації кисню;
б) збільшення концентрації триоксиду сірки;
в) підвищення температури в системі;
г) охолодження системи;
д) збільшення тиску.
20. Скільки чилійської селітри з вмістом основного продукту 95 % потрібно взяти замість 7 t карбаміду з вмістом домішок 3 %, щоб вміст внесеного в ґрунт азоту залишився однаковим?
21. Скільки m3 диоксиду сірки можна отримати з 4 t піриту, якщо вихід у процесі обпалювання складає 91 %, а вміст домішок у піриті 8 %?

 

Страницы [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ]
[ 16 ] [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]
[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] [ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] [ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]


ВНИМАНИЕ! Содержимое сайта предназначено исключительно для ознакомления, без целей коммерческого использования. Все права принадлежат их законным правообладателям. Любое использование возможно лишь с согласия законных правообладателей. Администрация сайта не несет ответственности за возможный вред и/или убытки, возникшие или полученные в связи с использованием содержимого сайта.
© 2007-2019 BPK Group.