Общая химическая технология

Условия задач

• 1. Состав стекла выражается формулой. Вычислить теоретические и практические расходные коэффициенты по сырью, если в процесс вводят кальцинированную соду c содержанием примесей 1,5% мас. известняк (97,4% мас.) и кремнезем (89,5% мас.). Степень использования соды 99%, известняка 96%, кремнезем98%.
• 2. Процесс получения аммиачной селитры можно выразить уравнением реакции:

В процессе используют азотную кислоту концентрацией 50% мас., которую подают с избытком 1,5%, и газы сдувки состава (% об.) 7,5, 50,0, 42,5Степень использования аммиака 95%. Определить неизвестные составы и массы, если с газовой фазой удаляется 60% воды. Составить таблицу материального баланса процесса нейтрализации с получением раствора аммиачной селитры. Расчет вести на 10 000 газов сдувки.

3. Сколько надо выпарить воды из 100 раствора плотностью 1560 концентрацией 65,2 мас. %, чтобы получит раствор, содержащий 98,7% мас. (плотность 1840). Определить объем (в) получающейся кислоты.

аммиачная селитра серная кислота.

1. Решение:

Молярные массы веществ:

• · =106
• · =100
• · =60
• · =478

Рассчитаем массу (100%), участвующего в реакции, по формуле (1):

где (1).

m — масса вещества;

М — молярная масса вещества;

=221,7 кг.

ассчитаем массу технического (98,5% мас.), по формуле (2):

=. 100%,.

где (2).

С — концентрация вещества.

= =225,1 кг.

теоретический и практический коэффициенты по формулам (3 и 4):

=, где (3).

— теоретический расходный коэффициент по сырью.

==0,23.

=, где (4).

— Степень использования сырья;

— практический расходный коэффициент по сырью.

==0,24.

ываем массу (100%) участвующего в реакции, по формуле (5):

(5).

=209,2 кг.

ассчитаем массу технического (97,4% мас.), по формуле (6):

=. 100% (6).

= =214,8 кг.

теоретический и практический коэффициенты, по формулам (7 и 8):

= (7).

==0,22.

= (8).

==0,23.

Рассчитаем массу (100%) участвующего в реакции, по формуле (9):

(9).

=753,14 кг.

ассчитаем массу технического (89,5% мас.), по формуле (10):

=. 100% (10).

= =841,5 кг.

теоретический и практический коэффициенты, по формулам (11 и 12):

= (11).

==0,85.

= (12).

==0,87.

2. Решение:

Молярные массы веществ:

• · =2
• · =28
• · =17
• · =63
• · =80

По условию задан) общий объем газов на входе и их состав (% об.).

Рассчитаем объемы компонентов газов сдувки, подаваемых в реактор по формуле (1):

=,.

где.

- объем компонента;

- общий объем газов на входе;

- концентрация компонента (% об.).

= (1).

= 10 000 0,5=5000 .

рассчитываем объемы газов :

= 10 000 0,425=4250 .

= 10 000 0,075=750 .

о известным объемам рассчитываем массы компонентов газов сдувки, подаваемых в реактор, по формуле (2):

где (2).

• — масса вещества;
• — молярная маска вещества.

ы газов.

Рассчитываем массу аммиака, участвующего в реакции по формуле (3):

(3а) если б=95%, где б-степень использования.

(3).

569,190,95=540,73 кг.

Тогда в отходящих газах, рассчитывается по формуле (4):

(4).

= 569,19 — 540,73 = 28,43 кг.

в растворе, расчет ведем по всей массе аммиака, по формуле (5):

(5).

кг.

как подают с избытком 1,5%, то масса %) с избытком находится по формуле (6):

(6).

= 2109,35 1,015=2140,99 кг.

(50% мас.), по формуле (7):

(7).

кг, в том числе.

=2140,99 кг.

пошедшей на реакцию, по формуле (8):

(8).

= кг.

азница между стехиометрической и действительной массой азотной кислоты будет входить в состав аммиачной селитры.

Рассчитываем массу не прореагировавшей азотной кислоты, по формуле (9):

(9).

кг.

ловия следует, что с отходящими газами удаляется 60% .

Рассчитаем массу воды удаленной с отходящими газами по формуле (10):

(10).

кг.

ассчитываем массу воды в селитре по формулу (11):

(11).

кг.

в аммиачной селитре по формуле (12):

(12).

кг.

ем массу отходящих газов по формуле (13):

(13).

кг.

аммиачной селитры рассчитывается по формуле (14):

(14).

кг.

Материальный баланс процесса нейтрализации с образованием аммиачной селитры.

Таблица № 1

Невязка баланса: 0,27%.

3. Решение:

Рассчитаем массу раствора до выпарки по формуле (1):

где (1).

• -начальный объем раствора;
• -начальная плотность раствора;
• — начальная масса раствора.

Рассчитаем содержание в растворе по формуле (2):

где (2).

-начальная концентрация раствора.

.

(3).

Рассчитаем массу раствора после выпарки по формуле (4):

(4).

Рассчитаем массу воды после выпарки по формуле (5):

(5).

по формуле (6):

(6).

Рассчитаем объем раствора после выпарки по формуле (7):

(7).

Ответ: Объем кислоты 55,98, масса пара 53 000 кг.