Контрольная работа №3

Вариант№1

1. Дайте определение катализа?

2.Конверсию монооксида углерода водяным паром проводят в адиабатическом реакторе полного смешения.

Кинетическое уравнение:

U=k₊*P*(ZCO-ZCO₂*ZH₂/(ZH₂O*Kp) (мольСО/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=(9000/22,4)*exp((40000/8,31)*(1/498-1/T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=2485.5/T + 1.565∙lg(T) – 0.066∙10^-3∙Т – 0.207∙10⁵/Т² - 6.946

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения монооксида углерода ХСО=0,7 и производительность по водороду, если исходный состав (мольные доли): монооксид углерода 0,15, водяной пар 0,5, водород 0,1, диоксид углерода 0,05, остальное – азот; расход смеси 10000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 700 К, давление 0,1 МПа.

3.Как получают исходное сырье: азот и водород, для синтеза аммиака?

Вариант№2

1.Роль катализа в химической промышленности.

2.Разложение метанола проводят в адиабатическом реакторе полного смешения..

Кинетическое уравнение:

U=k₊*P*((ZCH₃OH/ZCO)^0,25*Kp^0,5-ZH₂*(ZCO/ ZCH₃OH)^0,25)

(моль CH₃OH/м³*)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=0,041*exp(440000/(8,31*573)-44000/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=-3886/T+8,142*lg(T)-2,47*10^-3*T+0,27*10^-6*Т²+0,014*10⁵/T²-10,826

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения метанола ХСН₃ОН=0,6 и производительность по водороду, если исходный состав (мольные доли): метанол 0,3, монооксид углерода 0,01, водород 0,01, остальное – водяной пар, расход смеси 8000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 1000 К, давление 0,1 МПа

3.Обоснуйте выбор давления для синтеза аммиака.

Вариант№3

1.Какие специфические свойства имеет катализатор?

2.Дегидрирование бутана проводят в адиабатическом реакторе полного смешения.

Кинетическое уравнение:

U=k₊*(PC₄H₁₀/PC₄H₈)*(1-P C₄H₈*PH₂/( PC₄H₁₀*Kp)) (м³С₄H₁₀/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

Lg(K₊)=9,6-9050/T

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=-6700/T +7.574

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения бутана ХС₄Н₁₀=0,75 и производительность по бутену, если исходный состав (мольные доли): бутан 0,32, бутен 0,02, водород 0,01, остальное – азот, расход смеси 15000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 1200 К, давление 0,1 МПа

3.Обоснуйте выбор температурного режима синтеза аммиака.

Вариант№4

1. Что такое селективный катализ?

2.Дегидрирование этилбензола проводят в адиабатическом реакторе полного смешения..

C₆H₅-C₂H₅= C₆H₅-C₂H₃+H₂

Кинетическое уравнение:

U=k₊*(PC₆H₅C₂H₅-P C₆H₅C₂H₃*PH₂/Kp)/(1+Kc*(PC₆H₅C₂H₃)²)

(моль C₆H₅C₂H₅/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=exp(31,303-192740/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

Kp=exp(-13,069-13127/T-3,077*10^-3*T+3,6*10^-7*T²+4,28*ln(T)) Зависимость константы адсорбционного равновесия от температуры:

Kc=exp(58241/(8,31*T)-3,8258)

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения этилбензола ХС₆Н₅С₂Н₅=0,65 и производительность по стиролу, если исходный состав (мольные доли): этилбензол 0,21, остальное – водяной пар, расход смеси 5000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 900 К, давление 0,1 МПа.

3.Какие методы выделения аммиака из циркуляционного газа применяют в установках среднего давления?

Вариант№5

1.Роль катализа в производстве серной кислоты.

2.Синтез метанола проводят в адиабатическом реакторе полного смешения..

Кинетическое уравнение:

U=k₊*(P*(ZH₂*(ZCO/ZCH₃OH)^0,25-(ZCH3OH/ZCO)^0,25/Kp^0,5)

(моль СО/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=0,045*exp(44000/(8,31*633)-44000/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=3148/T – 9.2833∙lg(T) + 3.145∙10^-3∙Т – 4.2613∙10^-7∙Т² + 13.8144

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения монооксида углерода ХСО=0,5 и производительность по метанолу, если

исходный состав (мольные доли): монооксид углерода 0,21, водород 0,57, метанол 0,01, остальное – метан, расход смеси 50000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 550 К, давление 25 МПа.

3.Обосновать использование циркуляционной схемы в синтезе метанола.

Вариант№6

1.Роль катализа в производстве минеральных удобрений.

2.Разложение аммиака проводят в адиабатическом реакторе полного смешения.

Кинетическое уравнение:

U=(k₊/P)*((PNH₃/PH₂^1,5)^0,25-PN₂*PH₂^1,5/ (PNH₃*Kp))

(моль NH₃/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=18,56*10¹⁵*exp(-142630/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=-2078/T+ 2.4943∙lg(T)+ 1.256∙10^-4∙Т- 1.8564∙10^-7∙Т² - 2.206.

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения аммиака ХNH₃=0,8 и производительность по водороду, если исходный состав (мольные доли): аммиак 0,27, азот 0,01, водород 0,01, остальное – метан, расход смеси 6000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 1000 К, давление 0,1 МПа.

3.Обоснуйте оптимальные условия синтеза аммиака.

Вариант№7

1.Роль катализа в нефтепереработке.

2.Окисление диоксида серы проводят в адиабатическом реакторе полного смешения..

Кинетическое уравнение:

U=k₊*PO₂*PSO₂/(PSO₂+0,8*PSO₃)*(1-PSO₃²/(PSO₂²*PO₂*Kp²))

(моль SO₂/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=52*exp(37000/(8,31*813)-37000/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=4905/T -4.6455

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения диоксида серы ХSO₂=0,7 и производительность по триоксиду серы, если исходный состав (мольные доли): диоксид серы 0,12, триоксид серы – 0,01, остальное – воздух, расход смеси 60000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 650 К, давление 0,1 МПа.

3.Проанализируйте влияние температуры и давления на выход аммиака.

Вариант№8

1.Роль катализа в получении синтез-газа.

2.Дегидрирование бензола проводят в адиабатическом реакторе полного смешения.

2С₆Н₆=C₁₂H₁₀+H₂

Кинетическое уравнение:

U=k₊*PC₆H₆²- k_-*PC₁₂H₁₀*PH₂ (моль C₆H₆/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=2,16*10¹⁵*exp(-118000/(8,31*T))

Зависимость константы скорости обратной реакции от температуры:

K_-=1,35*10⁸*exp(-46000/(8,31*T))

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения бензола Х C₆H₆=0,7 и производительность по дифенилу, если исходный состав (мольные доли): бензол 0,25, остальное – водяной пар, расход смеси 12000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 950 К, давление 0,1 МПа.

3.Обоснуйте с позиций термодинамики и кинетики параметры синтеза метанола.

Вариант№9

1.Роль катализа в очистке синтез-газа от кислородсодержащих соединений.

2.Синтез аммиака проводят в адиабатическом реакторе полного смешения..

Кинетическое уравнение:

U=(k₊/P)*(PN₂*PH₂^1,5/ PNH₃-) (PNH3/PH₂^1,5)/Кр) (моль NН₃/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=205/3,6*exp(59000/(8,31*773)-59000/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=2078/T- 2.4943∙lg(T)- 1.256∙10^-4∙Т+ 1.8564∙10^-7∙Т² + 2.206.

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения азота Х N₂=0,5 и производительность по аммиаку, если исходный состав (мольные доли):, азот 0,21, водород 0,63, аммиак 0,04, остальное – метан, расход смеси 45000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 650 К, давление 25 МПа.

3.Энергетическая подсистема ХТС.

Вариант№10

1. Роль катализа в защите окружающей среды.

2.Конверсию метана водяным паром проводят в адиабатическом реакторе полного смешения.

Кинетическое уравнение:

U=k₊*РCH₄*PH₂O-PCO*PH₂³/Kp (моль СН₄ /м3*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=(exp(38,02-11994/T))/T³

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=8.64 - 9871/T+7.14/lgT + 1.88∙10^-3∙Т – 9.4∙10^-7∙Т²

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения метана ХСН₄=0,9 и производительность по водороду, если исходный состав (мольные доли): метан 0,2, водяной пар 0,75, остальное – азот, расход смеси 35000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 1100 К, давление 1 МПа.

3.Особенности синтеза метанола при низком давлении.

Вариант№11

1.Где может быть использован теплоноситель, получаемый при сжигании топлива?

2.Конверсию монооксида углерода водяным паром проводят в изотермическом реакторе полного смешения.

Кинетическое уравнение:

U=k₊*P*(ZCO-ZCO₂*ZH₂/(ZH₂O*Kp) (мольСО/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=(9000/22,4)*exp((40000/8,31)*(1/498-1/T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=2485.5/T + 1.565∙lg(T) – 0.066∙10^-3∙Т – 0.207∙10⁵/Т² - 6.946

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения монооксида углерода ХСО=0,7 и производительность по водороду, если исходный состав (мольные доли): монооксид углерода 0,15, водяной пар 0,5, водород 0,1, диоксид углерода 0,05, остальное – азот; расход смеси 10000 м³/ч, температура в реакторе 800 К, давление 0,2 МПа.

3.Обоснуйте с позиций термодинамики и кинетики параметры синтеза аммиака.

Вариант№12

1. Какие катализаторы используются при получении азотных соединений и удобрений?

2.Разложение метанола проводят в изотермическом реакторе полного смешения..

Кинетическое уравнение:

U=k₊*P*((ZCH₃OH/ZCO)^0,25*Kp^0,5-ZH₂*(ZCO/ ZCH₃OH)^0,25)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=0,041*exp(440000/(8,31*573)-44000/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=-3886/T+8,142*lg(T)-2,47*10^-3*T+0,27*10^-6*Т²+0,014*10⁵/T²-10,826

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения метанола ХСН₃ОН=0,6 и производительность по водороду, если исходный состав (мольные доли): метанол 0,25, монооксид углерода 0,01, водород 0,01, остальное – водяной пар, расход смеси 8500 м³/ч, температура в реактор 950 К, давление 0,15 МПа.

3.Проанализируйте влияние температуры и давления на выход аммиака.

Вариант№13

1. Какие катализаторы используются в нефтепереработке?

2.Дегидрирование бутана проводят в изотермическом реакторе полного смешения.

Кинетическое уравнение:

U=k₊*(PC₄H₁₀/PC₄H₈)*(1-P C₄H₈*PH₂/( PC₄H₁₀*Kp)) (м³С₄H₁₀/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

Lg(K₊)=9,6-9050/T

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=-6700/T +7.574

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения бутана ХС₄Н₁₀=0,8 и производительность по бутену, если исходный состав (мольные доли): бутан 0,27, бутен 0,02, водород 0,01, остальное – азот, расход смеси 15000 м³/ч, температура в реакторе 1100 К, давление 0,15 МПа

3.Обоснуйте оптимальные условия синтеза метанола.

Вариант№14

1. Какие основные и побочные продукты получаются при каталитическом риформинге?

2.Дегидрирование этилбензола проводят в изотермическом реакторе полного смешения..

C₆H₅-C₂H₅= C₆H₅-C₂H₃+H₂

Кинетическое уравнение:

U=k₊*(PC₆H₅C₂H₅-P C₆H₅C₂H₃*PH₂/Kp)/(1+Kc*(PC₆H₅C₂H₃)²)

(моль C₆H₅C₂H₅/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=exp(31,303-192740/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

Kp=exp(-13,069-13127/T-3,077*10^-3*T+3,6*10^-7*T²+4,28*ln(T))

Зависимость константы адсорбционного равновесия от температуры:

Kc=exp(58241/(8,31*T)-3,8258)

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения этилбензола ХС₆Н₅С₂Н₅=0,7 и производительность по стиролу, если исходный состав (мольные доли): этилбензол 0,19, остальное – водяной пар, расход смеси 5500 м³/ч, температура в реакторе 1050 К, давление 0,1 МПа.

3.Обосновать использование циркуляционной схемы в синтезе аммиака.

Вариант№15

1. Значение процесса изомеризации в нефтепереработке?

2.Синтез метанола проводят в изотермическом реакторе полного смешения..

Кинетическое уравнение:

U=k₊*(P*(ZH₂*(ZCO/ZCH₃OH)^0,25-(ZCH3OH/ZCO)^0,25/Kp^0,5)

(моль СО/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=0,045*exp(44000/(8,31*633)-44000/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=3148/T – 9.2833∙lg(T) + 3.145∙10^-3∙Т – 4.2613∙10^-7∙Т² + 13.8144

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения монооксида углерода ХСО=0,4 и производительность по метанолу, если исходный состав (мольные доли): монооксид углерода 0,17, водород 0,58 метанол 0,01, остальное – метан, расход смеси 52000 м³/ч, температура в реакторе 580 К, давление 25 МПа.

3.Дайте характеристику каталитического реактора поверхностного контакта.

Вариант№16

1. Селективность при окислении аммиака.

2.Разложение аммиака проводят в изотермическом реакторе полного смешения..

Кинетическое уравнение:

U=(k₊/P)*((PNH₃/PH₂^1,5)^0,25-PN₂*PH₂^1,5/ (PNH₃*Kp))

(моль NH₃/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=18,56*10¹⁵*exp(-142630/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=-2078/T+ 2.4943∙lg(T)+ 1.256∙10^-4∙Т- 1.8564∙10^-7∙Т² - 2.206.

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения аммиака ХNH₃=0,85 и производительность по водороду, если иИсходный состав (мольные доли): аммиак 0,24, азот 0,01, водород 0,01, остальное – метан, расход смеси 6000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 1050 К, давление 0,1 МПа.

3.Дайте характеристику печей с кипящим слоем материала.

Вариант№17

1.Методы очистки газовых выбросов от оксидов азота.

2.Дегидрирование бензола проводят в изотермическом реакторе полного смешения.

2С₆Н₆=C₁₂H₁₀+H₂

Кинетическое уравнение:

U=k₊*PC₆H₆²- k_-*PC₁₂H₁₀*PH₂ (моль C₆H₆/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=2,16*10¹⁵*exp(-118000/(8,31*T))

Зависимость константы скорости обратной реакции от температуры:

K_-=1,35*10⁸*exp(-46000/(8,31*T))

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения бензола Х C₆H₆=0,8 и производительность по дифенилу, если исходный состав (мольные доли): бензол 0,26, остальное – водяной пар, расход смеси 12000 м³/ч, температура в реакторе 1000 К, давление 0,1 МПа.

3.Дайте характеристику печей обжига с распылением твердого материала.

Вариант№18

1.Методы очистки газовых выбросов от оксида углерода.

2.Синтез аммиака проводят в изотермическом реакторе полного смешения..

Кинетическое уравнение:

U=(k₊/P)*(PN₂*PH₂^1,5/ PNH₃-) (PNH3/PH₂^1,5)/Кр) (моль NН₃/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=205/3,6*exp(59000/(8,31*773)-59000/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=2078/T- 2.4943∙lg(T)- 1.256∙10^-4∙Т+ 1.8564∙10^-7∙Т² + 2.206.

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения азота Х N₂=0,5 и производительность по аммиаку, если исходный состав (мольные доли):, азот 0,20, водород 0,62, аммиак 0,04, остальное – метан, расход смеси 45000 м³/ч, температура в реакторе 700 К, давление 25 МПа.

3.Дайте характеристику реакторов с распылением жидкости.

Вариант№19

1.Каталитические нейтрализаторы выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания.

2.Конверсию метана водяным паром проводят в изотермическом реакторе полного смешения.

Кинетическое уравнение:

U=k₊*РCH₄*PH₂O-PCO*PH₂³/Kp (моль СН₄ /м3*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=(exp(38,02-11994/T))/T³

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=8.64 - 9871/T+7.14/lgT + 1.88∙10^-3∙Т – 9.4∙10^-7∙Т²

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения метана ХСН₄=0,9 и производительность по водороду, если исходный состав (мольные доли): метан 0,15,водяной пар 0,80, остальное – азот, расход смеси 35000 м³/ч, температура в реакторе 1050 К, давление 1 МПа.

3.Дайте характеристику реакторов с разбрызгиванием жидкости.

Вариант№20

1. Значение процесса гидроочистки природного газа и нефти?

2.Дегидрирование бутана проводят в изотермическом реакторе полного смешения.

Кинетическое уравнение:

U=k₊*(PC₄H₁₀/PC₄H₈)*(1-P C₄H₈*PH₂/( PC₄H₁₀*Kp)) (м³С₄H₁₀/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

Lg(K₊)=9,6-9050/T

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=-6700/T +7.574

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения бутана ХС₄Н₁₀=0,8 и производительность по бутену, если исходный состав (мольные доли): бутан 0,22, бутен 0,02, водород 0,01, остальное – азот, расход смеси 12000 м³/ч, температура в реакторе 1100 К, давление 0,15 МПа

3.Дайте характеристику реакторов с пленочным режимом абсорбции.

Вариант№21

1.Какие продукты химической промышленности получаются каталитическим путем?

2.Синтез метанола проводят в адиабатическом реакторе полного смешения..

Кинетическое уравнение:

U=k₊*(P*(ZH₂*(ZCO/ZCH₃OH)^0,25-(ZCH3OH/ZCO)^0,25/Kp^0,5)

(моль СО/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=0,045*exp(44000/(8,31*633)-44000/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=3148/T – 9.2833∙lg(T) + 3.145∙10^-3∙Т – 4.2613∙10^-7∙Т² + 13.8144

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения монооксида углерода ХСО=0,5 и производительность по метанолу, если исходный состав (мольные доли): монооксид углерода 0,19, водород 0,54, метанол 0,01, остальное – метан, расход смеси 50000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 550 К, давление 25 МПа.

3.Дайте характеристику реакторов для гомогенных процессов.

Вариант№22

1.Какие продукты нефтепереработки получаются каталитическим путем?

2.Дегидрирование этилбензола проводят в адиабатическом реакторе полного смешения..

C₆H₅-C₂H₅= C₆H₅-C₂H₃+H₂

Кинетическое уравнение:

U=k₊*(PC₆H₅C₂H₅-P C₆H₅C₂H₃*PH₂/Kp)/(1+Kc*(PC₆H₅C₂H₃)²)

(моль C₆H₅C₂H₅/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=exp(31,303-192740/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

Kp=exp(-13,069-13127/T-3,077*10^-3*T+3,6*10^-7*T²+4,28*ln(T))

Зависимость константы адсорбционного равновесия от температуры:

Kc=exp(58241/(8,31*T)-3,8258)

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения этилбензола ХС₆Н₅С₂Н₅=0,65 и производительность по стиролу, если исходный состав (мольные доли): этилбензол 0,18, остальное – водяной пар, расход смеси 5000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 900 К, давление 0,1 МПа.

3.Дайте характеристику реакторов с фильтрующим слоем твердого реагента.

Вариант№23

1.Дайте характеристику каталитическим процессам в химической промышленности.

2.Дегидрирование бутана проводят в адиабатическом реакторе полного смешения.

Кинетическое уравнение:

U=k₊*(PC₄H₁₀/PC₄H₈)*(1-P C₄H₈*PH₂/( PC₄H₁₀*Kp)) (м³С₄H₁₀/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

Lg(K₊)=9,6-9050/T

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=-6700/T +7.574

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения бутана ХС₄Н₁₀=0,75 и производительность по бутену, если исходный состав (мольные доли): бутан 0,32, бутен 0,02, водород 0,01, остальное – азот, расход смеси 15000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 1100 К, давление 0,1 МПа

3.Дайте характеристику каскада реакторов с механическими мешалками.

Вариант№24

1. Дайте характеристику каталитическим процессам в нефтепереработке.

2.Разложение метанола проводят в адиабатическом реакторе полного смешения..

Кинетическое уравнение:

U=k₊*P*((ZCH₃OH/ZCO)^0,25*Kp^0,5-ZH₂*(ZCO/ ZCH₃OH)^0,25)

(моль CH₃OH/м³*)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=0,041*exp(440000/(8,31*573)-44000/(8,31*T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=-3886/T+8,142*lg(T)-2,47*10^-3*T+0,27*10^-6*Т²+0,014*10⁵/T²-10,826

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения метанола ХСН₃ОН=0,6 и производительность по водороду, если исходный состав (мольные доли): метанол 0,3, монооксид углерода 0,01, водород 0,01, остальное – водяной пар, расход смеси 8000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 900 К, давление 0,1 МПа.

3.Структура связей ХТС.

Вариант№25

1. Дайте характеристику каталитическим процессам, применяемым в водородной энергетике.

2.Конверсию монооксида углерода водяным паром проводят в адиабатическом реакторе полного смешения.

Кинетическое уравнение:

U=k₊*P*(ZCO-ZCO₂*ZH₂/(ZH₂O*Kp) (мольСО/м³*с)

Зависимость константы скорости прямой реакции от температуры:

K₊=(9000/22,4)*exp((40000/8,31)*(1/498-1/T))

Зависимость константы равновесия от температуры:

lgKp=2485.5/T + 1.565∙lg(T) – 0.066∙10^-3∙Т – 0.207∙10⁵/Т² - 6.946

Рассчитать объём реактора, необходимого для достижения степени превращения монооксида углерода ХСО=0,7 и производительность по водороду, если: исходный состав (мольные доли): монооксид углерода 0,15, водяной пар 0,5, водород 0,1, диоксид углерода 0,05, остальное – азот; расход смеси 10000 м³/ч, температура смеси на входе в реактор 650 К, давление 0,1 МПа.

3.Сырьевая подсистема ХТС.

Рекомендуемая литература.

1.Кутепов А.М., Бондарева Т.И., Беренгартен М.Г. Общая химическая технология.-М.: Высш. шк., 1990. – 520 с.

2.Общая химическая технология. В 2-х т. Т.2. Важнейшие химичесие производства/И.П.Мухленов, А.Я.Авербух, Д.А.Кузнецова и др.; Под. ред. И.П. Мухленова.-М.: Высш. шк., 1984. – 263 с.

3.Кузнецов Л.Д. Синтез аммиака.- М.: Химия, 1982.

4.Производство аммиака/Под ред. В.П.Семенова. М.: Химия, 1985. -368 с.

5.Справочник азотчика/Под ред. Е.Я.Мельникова.- М.: Химия, 1986. Т.1. 512 с.; 1987. Т2. 464 с.

6.Технология синтетического метанола/Караваев М.М., Леонов В.Е., Попов И.Г. и др./Под ред. М.М.Караваева.- М.: Химия, 1984. – 240 с.

7.Боресков Г.К. Гетерогенный катализ. –М.: Наука, 1986. -304 с.

8.Катализ в промышленности: В 2-х т. Т. 1./Под ред. Б. Линча.-М.: Мир, 1986. -324 с.

9.Томас Ч. Промышленные каталитические процессы и эффективные катализаторы.-М.: Мир. 1973. -385 с.

10.Мухленов И.П., Анохин В.Н., Проскуряков В.А. Катализ в кипящем слое.-М.: Химия, 1978.

Приложение 1.

Зависимость константы равновесия от температуры.

Реакция	Уравнение lgKa=f(T)
2Cl2+2H2O (г)=4HCl+O2
CO+Cl2=COCL2 (г)
2H2+O2=2H2O (г)
2CO+O2=2CO2
CO+H2O (г)=H2+CO2
2H2+S2 (г)=2H2S (г)
2SO2+O2=2SO3
N2+3H2=2NH3
2NO+O2=2NO2
N2+O2=2NO
2NO2=N2O4
C+2H2=CH4
2C+O2=2CO
2C+2H2=C2H4
C+2H2O=CO2+2H2
CH4+H2O=CO2+3H2

Приложение 2

Термодинамические свойства веществ.

Вещество	∆H0f,298, кДж/моль	S0298, Дж/моль∙K	∆G0f,298, кДж/моль	Cp,298, Дж/моль∙K
Cl2		222,98		33,93
H2O (г)	-241,81	188,72	-228,61	33,61
HCl	-92,31	186,79	-95,30	29,14
O2		205,04		29,37
CO	-110,53	197,55	-137,15	29,14
COCl2	-219,50	283,64	-205,31	57,76
H2		130,52		28,83
CO2	-393,51	213,66	-394,37	37,11
S2	128,37	228,03	79,42	32,51
H2S	-20,60	205,70	-33,50	33,44
SO2	-296,90	248,07	-300,21	39,87
SO3	-395,85	256,69	-371,17	50,09
N2		191,50		29,12
NH3	-45,94	192,66	-16,48	35,16
NO	91,26	210,64	87,58	29,86
NO2	34,19	240,06	52,29	36,66
N2O4	11,11	304,35	99,68	79,16
CH3OH	-201,00	239,76	-162,38	44,13
CH3COOH	-434,84	282,50	-376,68	66,50
C2H4	52,30	219,45	68,14	43,56
C2H5OH	-234,80	281,38	-167,96	65,75
C		5,74		8,54
CH4	-74,85	186,27	-50,85	35,71