Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Химические реакторы

Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
Санкт-Петербургский государственный технологический институт
Кафедра общей химической технологии и катализа
Ю.В. Александрова, Е.А. Власов, С.А. Лаврищева, А.Ю. Постнов
Химические реакторы
Методические указания и контрольные задания для студентов
заочной формы обучения
Санкт-Петербург
2014

Стоимость выполнения контрольных работ 1, 2 по химическим реакторам уточняйте при заказе.

Готовы следующие варианты:

Вариант 01

Контрольная работа №1.
Задание 1.
Технологические критерии: степень превращения и выход продукта. Управление степенью превращения и выходом продукта для обратимых и необратимых реакций.

Задача 1.
Расчет реактора периодического действия для проведения жидкофазных процессов. При взаимодействии 15% (масс.) водного раствора Co(NO3)2 (раствор 1) объемом 1 м3, полученного растворением кристаллогидрата Co(NO3)2∙6H2O и 30 % (масс.) раствора гидроксида аммония (осадитель-раствор 2) образуется целевой продукт реакции – гидроксид кобальта. Коэффициент избытка осадителя составляет 1,3; степень превращения нитрата кобальта – 80%.
Составить материальный баланс реактора, рассчитать производительность за один цикл и расходные коэффициенты по сырью. Определить требуемый объем реактора периодического действия, если коэффициент запаса объема равен 1,2.

Задача 2.
В смеситель поступает природный газ (V1, м3/ч) состава (об%): CH4 – 98; N2 – 2; и водяной пар в соотношении исходных концентраций ZNCH4/ZNH2O равной 1/2, а затем газовая смесь направляется в каталитический реактор, где протекает реакция конверсии метана с водяным паром по реакции:
CH4 + H2O = 3H2 + CO (1)
Так как реакция конверсии эндотермическая, то для поддержания температурного режима в реактор подают теплоноситель, получаемый сжиганием природного газа кислородом воздуха в печи по реакции:
CH4 + 2O2 = 2H2O + CO2 (2)
Задание: Составить тепловой баланс реактора и рассчитать зависимость расхода природного газа (V1) от степени конверсии (X): V1=f(X)
Дополнительные данные для расчета:
Х-степень конверсии метана с водяным паром (Х= 0,5 - 0,9);
Степень окисления метана кислородом воздуха в печи равна 1; кислород взят в соответствии со стехиометрией реакции (2);
Т1 – температура газовой смеси на входе в реактор (Т1=50-250°С);
Т2 - температура проконвертированной газовой смеси на выходе из реактора (Т2=430-1250°С);
V2 – расход сжигаемого природного газа в печи (V2 = 15000-80000 м3/ч)
Изменение энтальпии реакций: ΔH1 =206000 кДж; ΔH2 = - 805000 кДж.
Изменением объема газовой смеси и теплоемкости в результате протекания реакции конверсии пренебречь. Средние теплоемкости исходной и проконвертированной газовой смеси равны: 2,34 кДж/м3•градус.
Тепловые потери в реакторе конверсии составляют 3% от тепловой энергии, приносимой газовой смесью в реактор; тепловые потери в печи сжигания составляют 5% от энергии, выделяющейся от сжигания природного газа.

Контрольная работа №2.
Задание 1.
Каскад реакторов полного смешения. Принцип расчета.

Задача 1.
Окисление диоксида серы проводят в адиабатическом реакторе полного смешения. Состав исходной смеси (об. доли): диоксид серы-0,10, кислород -0,12, триоксид серы -0,01, остальное азот. Изменение равновесной степени превращения диоксида серы от температуры реакционной смеси представлено в справочной таблице.
Расход исходной газовой смеси 40000 нм3/ч.
Температура на входе в реактор 560 K.
Давление в реакторе 2 атм.
Степень превращения диоксида серы составляет 0,8 от равновесного значения. Рассчитать требуемый объём реактора, производительность по триоксиду серы и температуру на выходе из реактора.

Задача 2.
Конверсию СО водяным паром проводят в двухполочном реакторе полного смешения с теплообменом между полками. Состав исходной смеси (об. доли): СО – 0,13; водяной пар – 0,70; водород – 0,05; углекислый газ -0,02; остальное-метан. Расход исходной смеси 40000 м3/ч.
Давление в реакторе 1 атм.
Температура реакционной смеси на входе в реактор 550 К.
Объём катализатора, загруженного на первую полку, составляет 4 м3.
Температура реакционной смеси на входе на вторую полку реактора 500 К
Объём катализатора, загруженного на вторую полку, составляет 6 м3.
Равновесная степень превращения СО при температуре на входе в реактор 550 К составляет 0,964
Рассчитать суммарную производительность по водороду.

Дата выполнения: 05/06/2014

Другие предметы, которые могут Вас заинтересовать:

Физическая химия