Задачи по ОХТ

Задачи по ОХТ

1. Сухой полуводяной газ состава [ в % (об.)]: СО – 37; Н₂ – 35; N₂ – 22; CO₂ – 6 подвергают конверсии при 500 ̊С. Определить количество (объем) водяного пара, обеспечивающее равновесную степень конверсии x_р = 0,51 и определить состав конвертированного газа в % (об.). Температурная зависимость константы равновесия реакции CO + +H₂O ↔ CO₂ + H₂ следующая:

2. При получении водорода по железопаровому способу по реакции

3Fe + 4 H₂O ↔ Fe₃O₄ + 4H₂

Определить выход водорода (x_р), если в равновесном газе содержится 40,7% (об.) водяного пара.

3. Подсчитать теплотворную способность (в кДж/м³) коксового газа следующего состава: H₂ – 59%; CH₄ – 24%; С₂H₄ – 2%; CO – 6%; CO₂ – 2,8%; O₂ – 0,6 и N₂ – 5,6%.

4. В 50%-ную HNO₃ пропускают при 20 ̊С газообразный аммиак. Определить тепловой эффект реакции нейтрализации и температуру смеси после окончания реакции взаимодействия между HNO₃ и NH₃. Потери теплоты в окружающую среду составляют 15% от выделившейся.

5. Определить энергию активации и температурную зависимость константы скорости реакции для реакции разложения вещества А, протекающей в одном растворе. Константы скорости этой реакции:

При 10 ̊С . . . . k₁ = 1,1 · 10^-4 с^-1

При ̊С . . . . k₂ = 5,5 · 10^-2 с^-1

6. Определить при каком соотношении H₂ к СО скорость реакции синтеза метанола будет максимальной, если кинетическое уравнение реакции записывается в виде:

7. Раствор этилацетата с концентрацией 0,121 н. и гидроокси натрия с концентрацией 0,0462 н. подают со скоростью 3,14 л/с в реактор полного смешения объёмов 6м³. Реакция гидролиза описывается реакцией второго порядка; ее константа скорости равна 0,11 м³/(моль). Рассчитать концентрацию этилацетата в растворе на выходе из аппарата при установившемся режиме и подвергшегося гидролизу этилацетата.

8. В растворе протекает реация реакция второго порядка. Концентрации исходных веществ равны. Требуемая степень превращения 90% и она достигается за 7 мин в периодически действующем реакторе.

9. Определить производительность катализатора синтеза аммиака (в кг·ч^-1 NH₃·ч^-1 на 1 л катализатора), если расход азотоводородной смеси 20 000 м³/ч, содержание аммиака в газе после реактора – 20% (об.), объем катализатора в реакторе 1,5 м³.

10. Определить производительность реактора для каталитического окисления метанола в формальдегид во взвешенном слое катализатора (Ag на пемзе) при следующих условиях: содержание метанола в исходной спиртовоздушной смеси 35%. При окислении метанола предполагаются две реакции:

CH₃OH + 0,5O₂ = CH₂O + H₂O (1)

CH₃OH → CH₂O + H₂ (2)

Степень превращения CH₃OH в CH₂O x = 70%, причем на реакцию (1) расходуется 75% превращенного CH₃OH, а на реакцию (2) 25%. Температура в реакторе t = 600 ̊С. Диаметр зерен катализатора d = 2,5 мм. Его плотность ρ_к = 10680 кг/м³. Плотность газа в рабочих условиях ρ_г = 4,12 кг/м³. Кинематический коэффициен вязкости газа ν_Г = 8,07·10^-5 м²/с. Продукт – раствор формальдегида в воде (формалин) концентрацией с = 40% (масс).

11. В пенном аппарате абсорбируют аммиак из газа промывкой его водой. Рассчитать движущую силу абсорбции на противоточных и перекрёсточных решетках, если процесс абсорбции проводится при давлении 10⁵ Па и 20 ̊С и концентрации аммиака в газе снижаются от С_нач = 6% (об.) до С_кон = 0,9%, а содержание аммиака в воде увеличивается от X_нач = 0,06 кмоль/м³ до X_кон = 0,3 кмоль/м³.

12. Найти коэффициенты массопередачи в насадочном скруббере для поглощения ацетона из воздуха водой, подаваемой в количестве 4000 кг/ч. Смесь воздуха с парами ацетона содержит 5% (об.) ацетона, причем количество чистого воздуха в этой смеси составляет 2000 м³/ч. Достигаемая при 20 ̊С степень поглощения ацетонасоставляет 98,2%. Абсорбционная башня заполнена керамическими кольцами размерами 25×25×3 мм, слой которых имеет высоту 18 м. Скорость газа в полном сечении башни принять на 20% меньше скорости, соответствующей началу эмульгирования.

13. Какое количество электроэнергии требуется затратить на получение 1 кг алюминия при напряжении на электролизе 4,8 В и выходе по току, равном 89%?

14. Подсчитать коэффициент расхода энергии при получении металлического натрия из расплавленного NaOH, если напряжение на электролизе 4,5 В, а выход по току 45%.