Основы химической технологии
Министерство по образованию и науке РФ Бийский технологический институт (Филиал государственного образовательного учреждения высшего и профессионального образования) "Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова" (БТИ Алт ГТУ) Кафедра ТГВ ПАХТ Контрольная работа по курсу "Общая химическая технология" Выполнила: студентка группы ХТПК - 71 Диго Т.А. Проверил: доцент, к. т. н. Багров Г.В. 2010 Задача 1 Составить материальный баланс нитратора, производительностью 3 т/ч нитробензола. Выход нитробензола 98% от теоретического. Состав нитрующей смеси [%(мас)]: HNO3 - 20, H2SO4 - 60, H2O - 20. Расход нитруюшей смеси 4 кг на 1 кг бензола: С6Н6+НNI3=C6H5-NO2+H2O 1 Изобразим процесс на схеме
Рисунок 1- Схема входящих и выходящих материальных потоков 2 Определим молекулярные массы веществ
µ(С6Н6) = 78 кг/кмоль; µ(C6H5-NO2) = 125 кг/кмоль; µ(HNO3) = 63 кг/кмоль; µ(H2O) = 18 кг/кмоль. 3 Составим приходную часть материального баланса 3.1 Определим количество бензола необходимого для получения 3000 кг/ч C6H5-NO2 76 - 123 х - 3000 х = G С6Н6 теор = (3000*78)/123 = 1902 кг/ч G С6Н6 действ = С6Н6 / 0,98 G С6Н6 действ = 1902 / 0,98= 1941 кг/ч 3.2 Определим количество нитрующей смеси Gнитр смеси = 4 * G С6Н6 действ Gнитр смеси = 4 * 1941= 7764 кг/ч 3.3 Определим количество азотной кислоты G HNO3 вх = 0,2 * Gнитр смеси G HNO3 вх = 0,2 * 7764 = 1553 кг/ч 3.4 Определим количество воды на входе G H2O вх = 0,2 * Gнитр смеси G H2O вх = 0,2 * 7764 = 1553 кг/ч 3.5 Определим количество серной кислоты
G H2SO4 вх = 0,6 * Gнитр смеси G H2SO4 вх = 0,6 * 7764 = 4659 кг/ч 4 Составим расходную часть материального баланса 4.1 Определим количество бензола G С6Н6 вых = G С6Н6 теор - G С6Н6 действ G С6Н6 вых = 1941 - 1902 = 39 кг/ч 4.2 Определим количество азотной кислоты G HNO3 вых = G HNO3 вх - G HNO3 хр 63 - 123 х - 3000 х = G HNO3 хр = 63 * 3000/123 = 1537 кг/ч G HNO3 вых = 1553 - 1537 = 16 кг/ч 4.3 Определим количество воды G Н2О вых = G Н2О вх + G Н2О хр 18 - 123 х - 3000 х = G Н2О хр = 18*3000/123 = 439 кг/ч 4.4 Определим количество серной кислоты Серная кислота выступает в качестве водоотнимающего средства. Следовательно, G Н2SO4 вых = G Н2SO4 вх G Н2SO4 вых = 4659 кг/ч 5 Составим итоговую таблицу Таблица 1 - Итоговый баланс нитратора |
Потоки | Приход, кг/ч | Расход, кг/ч | | С6Н6 | 1941 | 39 | | HNO3 | 1553 | 16 | | H2O | 1553 | 1992 | | H2SO4 | 4659 | 4659 | | C6H5-NO2 | - | 3000 | | Итого | 9706 | 9706 | | |
Задача 2 Рассчитать материальный баланс нейтрализатора для получения аммиачной селитры, производительностью 20 т/ч. В производстве применяется 47% азотная кислота HNO3 и 100% газообразный аммиак NH3. Потеря HNO3 и NH3 в производстве составляет 1% от теоретически необходимого количества, для обеспечения заданной производительности. Из нейтрализатора аммиачная селитра составляет 60% раствора NH4NO3 в воде. Определить количество влаги, испарившейся в результате экзотермической реакции нейтрализатора. 1 Изобразим процесс на схеме
Рисунок 2- Схема входящих и выходящих материальных потоков 2 Определим молекулярные массы веществ µ(NH4NO3) = 80 кг/кмоль; µ(NH3) = 17 кг/кмоль; µ(HNO3) = 63 кг/кмоль; µ(H2O) = 18 кг/кмоль. 3 Составим приходную часть материального баланса 3.1 Определим количество аммиака, необходимого для получения аммиачной селитры 17 - 80 х - 20000 х = GNH3 хр = 17*20000/80 = 4250 кг/ч GNH3 вх = GNH3 хр/0,99 = 4293 кг/ч 3.2 Определим количество азотной кислоты 63 - 80 х - 20000 х = GHNO3 хр = 63*20000/80 = 15750 кг/ч GHNO3 вх = GHNO3 хр/0,99 = 15909 кг/ч 3.3 Определим количество воды 15909 - 0,47 х - 0,53 х = GH2O хр = 15909*0,53/0,47 = 17740 кг/ч 4 Составим расходную часть материального баланса 4.1 Определим количество азотной кислоты G HNO3 вых = G HNO3 вх - G HNO3 хр G HNO3 вых = 15909 - 15750 = 159 кг/ч 4.2 Определим количество аммиака G NH3 вых = G NH3 вх - G NH3 хр G NH3 вых = 4293 - 4250 = 43 кг/ч 4.3 Определим количество воды 20000 - 0,6; х - 0,4; х = GH2O вх = 20000*0,4/0,6 = 13333 кг/ч GH2O вых = GH2O хр - GH2O вх GH2Oвых = 17740 - 13333 = 4407 кг/ч 5 Составим итоговую таблицу Таблица 2 - Итоговый баланс нейтрализатора |
Потоки | Приход, кг/ч | Расход, кг/ч | | NH3 | 4293 | 43 | | HNO3 | 15909 | 159 | | H2O | 17740 | 13333 | | H2Oпар | - | 4407 | | NH4NO3 | - | 20000 | | Итого | 37942 | 37942 | | |
Задача 3 Составить материальный баланс контактного аппарата для каталитического окисления SO2 в SO3 производительностью 10 000 м3/ч исходного газа следующего состава [%(об.)]: SO2-8,5; О2-12,5; N2-79 . Степень окисления SO2 в SO3 составляет 98% (SO2+1/2О2 SO3).
1 Изобразим процесс на схеме
Рисунок 3 - Схема входящих и выходящих потоков в контактном аппарате
2 Определим молекулярные массы веществ µ(SO2) = 64,06 г/моль; µ(О2) = 32 г/моль; µ(SO3) = 80,06 г/моль; µ(N2) = 28 г/моль. 3 Составим приходную часть материального баланса 3.1 Определим количество SO2 на входе
м3/ч (0,236 м3/с)
кг/ч (0,675 кг/с) 3.2 Определим количество O2 на входе
; м3/ч (0,347 м3/с); ; кг/ч (0,496 кг/с); 3.3 Определим количество N2 на входе
; м3/ч (2,194 м3/с); ; кг/ч (2,743 кг/с) 4 Составим расходную часть материального баланса 4.1 Определим количество SO2 на выходе ; м3/ч (0,005 м3/с); ; кг/ч (0,014 кг/с) 4.2 Определим количество SO3 на выходе
; м3/ч (0,231 м3/с); ; кг/ч (0,827 кг/с) 4.3 Определим количество O2 на выходе ;; м3/ч (0,116 м3/с), м3/ч (0,232 м3/с);
Страницы: 1, 2, 3
|