Сборник задач

Технико-экономические показатели Химико-технологических процессов

Задача 1. Определите расходные коэффициенты в производстве карбида кальция, содержащего 90% СаС₂, если сырье - антрацит марки АК с содержание углерода 96 %, известь (негашеная) с содержанием СаО 85 %.

Скачать решение задачи 1 (цена 50р)

Задача 2. Рассчитайте теоретический расходный коэффициент 18%-ного раствора едкого натра для мерсеризации 1 т целлюлозы, содержащей 5% влаги и 4% примесей.

Скачать решение задачи 2 (цена 50р)

Задача 3. Рассчитайте выход этилового спирта на пропущенный этилен при условии многократной циркуляции этилена, если практический расходный коэффициент этилена 0,65 т на 1 т этилового спирта.

Скачать решение задачи 3 (цена 50р)

Задача 4. Определите производительность в сутки роторного резиносмесителя закрытого типа, если из его камеры каждые 10 мин выгружают 250 кг резиновой смеси.

Скачать решение задачи 4 (цена 50р)

Задача 5. Определите годовую производительность колонны синтеза аммиака в расчете на 100%-ный аммиак, если каждый час (на новых установках) вырабатывается 30 т 99%-ного аммиака.

Скачать решение задачи 5 (цена 50р)

Задача 6. В колонну для окисления твердого парафина загружают 40 т парафина, который занимает 75% объема колонны (высота 10 м, диаметр 2,5 м). Процесс окисления длится в среднем 18 ч. Рассчитайте производительность колонны и интенсивность процесса окисления парафина.

Скачать решение задачи 6 (цена 50р)

Задача 7. Стоимость одной контактной сернокислотной системы мощностью 360 тыс. т H₂SO₄ в год составляет 17600 тыс. руб. Определите удельные капитальные затраты.

Скачать решение задачи 7 (цена 50р)

Задача 8. Определите снижение капитальных затрат при увеличении единичной мощности установки в два раза, т. е. при изменении мощности от N₁ до N₂ (2N₁).

Скачать решение задачи 8 (цена 50р)

Задача 9. Определите снижение себестоимости продукта производства при увеличении мощности установки вдвое от N₁ до N₂=2N₁ принимая n = -0,2.

Скачать решение задачи 9 (цена 50р)

Материальный и тепловой балансы Химико-технологических процессов

Задача 10. Составьте материальный баланс пронесся нейтрализации азотной кислоты аммиаком на 1 т нитрата аммония (аммиачной селитры). Концентрация азотной кислоты 55%, газообразного аммиака-100%, нитрата аммония -85%. Потери аммиака и азотной кислоты - 1 %.

Скачать решение задачи 10 (цена 50р)

Задача 11. Составьте упрощенный материальный баланс производства этилового спирта прямой гидратацией этилена. Состав исходной парогазовой смеси (в % по объему): этилен - 60, водяной пар - 40. Степень гидратации этилена - 5%. Расчет вести на 1 т этилового спирта. Побочные реакции и давление не учитывать.

Скачать решение задачи 11 (цена 50р)

Задача 12. Один из методов получения ацетилена - термоокислительный крекинг (пиролиз) метана. Вычислите стандартную теплоту этой реакции при температуре 298 К.

Скачать решение задачи 12 (цена 50р)

Задача 13. Рассчитайте теплоту, выделяющуюся при образовании 100 кг метилового спирта из СО и Н₂. Энтальпия образования (в кДж/кмоль) составляет: СО - 110583; Н₂ - 0, метилового спирта - 201456.

Скачать решение задачи 13 (цена 50р)

Задача 14. Составьте тепловой баланс реактора синтеза этилового спирта, где протекает реакция CH₂=CH₂+H₂О =C₂H₅OH + Qp (Qp=46090 кДж/кмоль), если исходный газ имеет состав: 40% Н₂O и 60% С₂Н₄, скорость его подачи в реактор-гидрататор 2000 м³/ч, температура на входе 563К, а на выходе из реактора 614К, конверсия за проход этилена 5%. Теплоемкость продуктов на входе и выходе одинакова и равна 27,1 кДж/кмоль. Побочные процессы и продукты не учитывать. Потери теплоты в окружающую среду принимаем 3% от прихода теплоты.

Скачать решение задачи 14 (цена 50р)

Константы химического равновесия

Задача 15. Вычислите приближенно константу диссоциации водяного пара Кр при температуре 800К с помощью стандартных термодинамических констант.

Скачать решение задачи 15 (цена 50р)

Задача 16. Константа равновесия реакции С₂Н₆ = С₂Н₄ + Н₂ при температуре 1100 К равна Кр = 1,67*10⁵ Па. Энтальпия реакции -144451,4 Дж/моль. Определите равновесную степень превращения этана при температуре 1000 К и давлении р« 1,01*10⁵ Па.

Скачать решение задачи 16 (цена 50р)

Скорость и движущая сила химико-технологического процесса

Задача 17. Рассчитайте среднюю скорость реакции окисления SO₂ в SO₃ на первом слое катализатора, если степень превращения SO₂ в SO₃ составляет 0,67. Исходные концентрации в % (по объему): SO₂-10; О₂ -11, N₂-79. Константа скорости k = 2,81*10⁵.

Скачать решение задачи 17 (цена 50р)

Задача 18. Объем скрубберной башни для сушки кислорода 85 м³, поверхность одного кубического метра керамической насадки, заполняющей башню, 110 м². Определите скорость поглощения влаги из газа последующим данным. Коэффициент поглощения k₁ = 2,1*10^-4 Па, движущая сила процесса ΔP = 773,26 Па, коэффициент запаса башни а=1,2.

Скачать решение задачи 18 (цена 50р)

Задача 19. При температуре 773 К константа скорости окисления оксида серы (IV) в оксид серы (VI) k₁ = 3,20*10⁵. Определите константу скорости k₂ этой реакции при температуре 793 К. Энергия активации E =  87900 кДж/моль.

Скачать решение задачи 19 (цена 50р)

Гетерогенные каталитические процессы

Задача 20. Энергия активации реакции 2А+В = 2С, протекающей при температуре 1073К Е=89700 кДж/кмоль, понизилась в результате применения катализатора до 59000 кДж/кмоль. При какой температуре реакция теперь может протекать с той же скоростью? Другие параметры остались неизменными.

Скачать решение задачи 20 (цена 50р)

Задача 21. Реакция протекает в присутствии катализатора с объемной скоростью К_об=125 м³ (м³*ч). Диаметр реактора d=1,52 м, высота h = 3,05 м. Считая, что катализатор занимает 0,75 объема реактора, определить время контакта газа с катализатором и объем газовой смеси, проходящей через реактор в 1 ч.

Скачать решение задачи 21 (цена 50р)

Задача 22. На обогатительной фабрике из 20 т медной сульфидной руды, содержащей 0,015 массовых долей Си, получено 2 т концентрата, в котором обнаружено 14,4% CuS (no массе). Определите выход концентрата, степень извлечения и степень концентрации меди.

Скачать решение задачи 22 (цена 50р)

Задача 23. В 15 м³ природной воды содержится 700 г ионов кальция и 400 г ионов магния. Определите общую жесткость воды.

Скачать решение задачи 23 (цена 50р)

Задача 24. Определите общую жесткость воды, если на титрование карбонатов, содержащихся в пробе объемом 75 мл, пошло 12 мл раствора НС1, молярная концентрация которой 0,03 моль/л. Постоянная жесткость воды равна 2,1 ммоль/л.

Скачать решение задачи 24 (цена 50р)

Задача 25. Вычислите окисляемость воды (в пересчете на кислород), если на окисление органических веществ в 300 мл анализируемой воды израсходовано 5 мл раствора перманганата калия концентрацией 0,005 моль/л.

Скачать решение задачи 25 (цена 50р)

Задача 26. Определите жесткость воды (Жо, Жк и Жн), поступающей на водоумягчительную станцию, если в ней содержится 180 мг/л Са²⁺, 335,66 мг/л НСO₃^-, 36,48 мг/л Mg²⁺ и 99,95 мг/л свободного углекислого газа. Рассчитайте дозу извести (в пересчете на СаО), если станция использует товарную известь, содержащую 0,65 массовых долей СаО. Дозу коагулянта (FeCl₃) принять равной 40 мг/л в пересчете на безводное вещество.

Скачать решение задачи 26 (цена 50р)

Задача 27. Через катионитовый фильтр, рабочий объем которого 4,2 м³, пропускают воду с объемной скоростью течения 12 м³/ч. Определите емкость поглощения катионита, если жесткость исходной воды 6 ммоль/л, а умягченной - 0,01 ммоль/л. Фильтр работает без регенерации 64 ч.

Скачать решение задачи 27 (цена 50р)

Задача 28. К 500 кг 85%-ной серной кислоты прибавили 30 кг воды. Определите концентрацию получившейся кислоты и повышение температуры в результате разбавления

Скачать решение задачи 28 (цена 50р)

Задача 29. Рассчитайте объем сухого воздуха, необходимый для сжигания 100 кг колчедана, и объем полученного обжигового газа, если колчедан содержит 43% S; влажность колчедана 6,8%, SО₂ в обжиговом газе 11 % по объему. Коэффициент избытка воздуха а =1,5. Состав воздуха: 21% кислорода и 79% азота по объему.

Скачать решение задачи 29 (цена 50р)

Задача 30. Определите массу огарка, удаляемого за час из печи КС производительностью 200 т колчедана в сутки. На обжиг поступает колчедан, содержащий 41% серы (в расчете на сухой), при условии, что сера выгорает полностью.

Скачать решение задачи 30 (цена 50р)

Задача 31. Определите теоретическую теплотворную способность (теплоту горения в кДж/кг) углистого колчедана, содержащего 42% серы и 5% углерода. Известно, что 1 кг чистого пирита при сгорании дает 7060 кДж/кг, а 1 кг углерода - 32700 кДж/кг.

Скачать решение задачи 31 (цена 50р)

Задача 32. В олеумный абсорбер поступает 30500 м3/ч газа, содержащего 10% SО₃. Абсорбер орошается олеумом, содержащим 19% S03; вытекающий олеум содержит 21,5 SO₃. Определите массу олеума, необходимую для орошения абсорбера в кг/ч, если степень абсорбции SO₃ составляет 40%

Скачать решение задачи 32 (цена 50р)

Задача 33. Рассчитайте состав газа на входе и выходе из колонны синтеза при производстве 1 т аммиака, если концентрация аммиака на входе и выходе соответственно равна 4 и 16% по объему.

Скачать решение задачи 33 (цена 50р)

Задача 34. В аммиачный конденсатор поступает 3708 м³ азотоводородной смеси с содержанием аммиака 6,4% при температуре 303 К (30°С). Сколько жидкого аммиака (хладоагента) необходимо для конденсации всего аммиака из смеси и охлаждения смеси до 268 К (-50С)? Температура конденсации аммиака 273 К (0°С). Средние удельные теплоемкости смеси газов до конденсации 29,68 кДж/(кмоль*К), после конденсации 28,90 кДж/(кмоль*К), жидкого аммиака 58,52 кДж/(кмоль*К). Теплота, поглощаемая при испарении 1 кмоль аммиака, составляет 20315 кДж.

Скачать решение задачи 34 (цена 50р)

Задача 35. Определите массу аммиака и воздуха, необходимую для производства 1000 кг азотной кислоты. Степень превращения аммиака в NO - 0,97, степень абсорбции 0,92. Концентрация аммиака в аммиачно-воздушной смеси 11,5%.

Скачать решение задачи 35 (цена 50р)

Задача 36. Рассчитайте диаметр сетки Pt/Rh катализатора для контактного аппарата, обеспечивающего получение 82 т в сутки азотной кислоты. Степень превращения аммиака в NO 0,96, а степень абсорбции NO₂ - 0,98. Окисление аммиака происходит при давлении 10⁵ Па. Напряженность катализатора 605 кг/м2 в сутки. Содержание аммиака в смеси 11,2% (по объему). Активная поверхность одного квадратного метра сетки 1,81 м². В аппарате уложены вместе 3 сетки.

Скачать решение задачи 36 (цена 50р)

Задача 37. Определите коэффициент избытка а серной кислоты при получении простого суперфосфата, если норма серной кислоты (моногидрата) 68 масс, долей на 100 масс, долей апатитового концентрата с содержанием Р205 39,4 %.

Скачать решение задачи 37 (цена 50р)

Задача 38. На разложение 1000 кг апатитового концентрата, содержащего 39,8% - Р₂O₅, расходуется 1950 кг 54%-ной фосфорной кислоты (в пересчете на Р₂O₅). Определите, сколько извести добавляют для полной нейтрализации избытка фосфорной кислоты и какова концентрация Р₂O₅0бщ и Р₂O₅усв в готовом продукте. Степень разложения апатитового концентрата 80%. Содержание СаСО₃ в известняке 95%. Степень использования его 90%. Фосфор в апатите находится в виде соли Ca₅F(PO₄)₃.

Скачать решение задачи 38 (цена 50р)

Задача 39. Энтальпия реакции нейтрализации аммиака 52,5%-ной азотной кислотой ΔH =-106,09 кДж/моль. Определите, сколько воды может испариться за счет теплоты реакции нейтрализации 212,5 кг аммиака. Энтальпия парообразования воды ΔH= - 2684 кДж/кг.

Скачать решение задачи 39 (цена 50р)

Задача 40. С хлорного электролизера диафрагменного типа нагрузкой 40 кА за сутки получен щелок объемом 10,6 м³, содержащий 130 кг/м³ едкого натра. Определите выход щелочи по току

Скачать решение задачи 40 (цена 50р)

Задача 41. Определите выход по току и напряжение разложения в алюминиевом электролизере, если за десять суток он выдал металл массой 5 т, а коэффициент использования энергий составил 50 %. Электролизер работает под нагрузкой 70 кА и напряжении 4,6 В.

Скачать решение задачи 41 (цена 50р)

Задача 42. Теоретическое напряжение разложения (Јразл) в диафрагменном электролизере равно 2,3 В, выход по току хлора и едкого натра составил 95%, а выход по энергии 57,5%. Определите: а) теоретический и практический расход электроэнергии на 1 т едкого натра и 1 т хлора; б) рабочее напряжение на электролизере.

Скачать решение задачи 42 (цена 50р)

Задача 43. Рассчитайте коэффициент использования энергии в электролизере БГК-17-25, если при электролизе водного раствора поваренной соли при токе 25 кА за сутки был получен объем электролитического щелока 7,19 м³ с содержанием едкого натра 120 кг/м3. Потенциалы анода и катода равны соответственно 1,32 и 0,82 В, перенапряжение выделения хлора 0,17 В, а водорода 0,42 В. Потери напряжения в подводящих шинах, растворе электролита и другие омические потери 1,1 В.

Скачать решение задачи 43 (цена 50р)

Задача 44. Металлургический комбинат имеет 5 домен с общим полезным объемом 12000 м³. В результате интенсификации производства за последние 10 лет средний коэффициент использования полезного объема снизился с 0,9 до 0,55. На сколько возросла среднесуточная производительность домен?

Скачать решение задачи 44 (цена 50р)

Задача 45. Определите интенсивность плавки домны с полезным объемом 5000 м³, если суточный расход кокса и углеродсодержащих добавок составил соответственно 5400 т и 3200 т. Массовая доля углерода в коксе 85%, в добавках 12%.

Скачать решение задачи 45 (цена 50р)

Задача 46. Рассчитайте годовую производительность конвертора в слитках, исходя из следующих данных: масса металлической шихты одной плавки 200 т, продолжительность плавки 30 мин, число рабочих суток 350, масса годных слитков одной плавки 180 т.

Скачать решение задачи 46 (цена 50р)

Задача 47. Площадь пода 250-тонной мартеновской печи составляет 75 м², печь дает 4 плавки в сутки. Определите: а) съем стали в сутки с единицы площади; б) часовую производительность печи; в) годовую производительность печи. За каждую плавку бракуется в среднем 2% слитков. Продолжительность горячих и холодных ремонтовсоставляет 7% годового времени.

Скачать решение задачи 47 (цена 50р)

Задача 48. В составе клинкера портландцемента 54% - 3CaO*SiO₂, 21% - 2CaOSiO₂, 12% - 3СаО*А1₂O₃, 10% - 4CaO*Al₂O₃*Fe₂О₃, 2% - CaO, 0,5% - SiO₂ и 0,5% SO₃ (по массе). Рассчитайте, значения коэффициента насыщения и модулей n, m, р.

Скачать решение задачи 48 (цена 50р)

Задача 49. При смешивании портландцемента с водой главная его составная часть трехкальциевый силикат, массовая доля которого в цементе 60%, подвергается гидролизу, а один из продуктов гидратируется

3СаО•Si0₂ + 5H₂О → 2Ca(ОН)₂ + СаО•SiО₂•3Н₂О

Определите массу воды, вступившей в реакцию с этим минералом в расчете на 1000 кг цемента. Сколько щелочи образуется при этом?

Скачать решение задачи 49 (цена 50р)

Задача 50. Определите среднелогарифмическую разность температур для второй ступени АВТ, где нефть нагревается от 380 К до 630 К дымовыми газами, имеющими на входе температуру 1200 К, а на выходе 620 К.

Скачать решение задачи 50 (цена 50р)

Задача 51. При каталитическом крекинге керосина массовая доля газа равна 18 % от сырья. Определите массу метана, которая получится из 1 т керосина, если объемные доли компонентов газа крекинга: Н₂ - 9, СН₄ - 27, С₂Н₆ -12, С₃Н₈ - 3,5; С₂Н₄ - 25, С₃Н₈ - 15, С₄Н₈ - 8,5%.

Скачать решение задачи 51 (цена 50р)

Задача 52. В качестве побочных продуктов при окислении ацетальдегида в уксусную кислоту получаются метилацетат, этилидендиацетат, муравьиная кислота, оксид углерода (II) и др. Рассчитайте массу метилацетата, которая получается в сутки на установке производительностью 2000 кг/ч уксусной кислоты, если в метилацетат превращается 1 % ацетальдегида, а выход уксусной кислоты на стадии окисления составляет 97% на ацетальдегид.

Скачать решение задачи 52 (цена 50р)

Задача 53. Рассчитайте расходный коэффициент для 98%-ного изопентана на 1 т изопрена, если выход изоамиленов 37% и изопрена 45% от теоретического.

Скачать решение задачи 53 (цена 50р)

Задача 54. Вычислите степень полимеризации полипропилена, если средняя молекулярная масса его образца равна 357*10³.

Скачать решение задачи 54 (цена 50р)

Задача 55. Для производства поливинплхлорида суспензионным методом использованы следующие вещества (в массовых долях): винилхлорида 100, воды 150, других ингридиентов. 2. Рассчитайте массовую долю полимера в латексе, если конверсия составила 85%, а в автоклав загружено 24 т сырьевых компонентов.

Скачать решение задачи 55 (цена 50р)