Химические реакторы

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

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 18

Контрольная работа 1.
Задание 1.
Реактор полного смешения. Политермический температурный режим. Вывод уравнения теплового баланса.

Задача 1.
Расчет реактора периодического действия для проведения жидкофазных процессов.
При взаимодействии 30% (масс.) водного раствора Mg(NO₃)₂ (раствор 1) объемом 2 м3, полученного растворением кристаллогидрата Mg(NO₃)₂∙6H2O и 24 % (масс.) раствора гидроксида натрия (осадитель-раствор 2) образуется целевой продукт реакции – гидроксид магния. Коэффициент избытка осадителя составляет 1,25; степень превращения нитрата магния – 98%.
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 1,3.

Задача 2.
В реакторе с внутренним теплообменником – холодильником протекает экзотермический процесс окисления диоксида серы кислородом воздуха по реакции:
2SO₂ + O₂ ↔ 2SO₃
Задание: Составить тепловой баланс реактора и рассчитать зависимость поверхности теплообмена (F) от степени окисления диоксида серы (Х): F=f(X).
Дополнительные данные для расчета:
Т₁ – температура газового потока на входе в реактор (Т₁=400-550 °С);
Т₂ - температура газового потока на выходе из реактора (Т₂=550-800°С);
Т_ст – температура стенки теплообменника (Т_ст=50-220°С);
V₁ – расход газовой смеси на входе в реактор (V₁ = 10000-100000 м³/ч);
X – степень окисления диоксида серы (X=0.5-0.9);
Zso0 – исходная концентрация диоксида серы (Zso0 = 0,04-0,16 мольная доля); Соотношение исходных концентраций диоксида серы и кислорода равно 1/0,73, остальное – азот;
Ср-теплоемкость газовой смеси принимается неизменной на входе и на выходе из реактора, С_р=1,24 кДж/ (м³∙ градус);
Удельная теплота химической реакции: ΔH=90000 кДж/кмоль;
Тепловые потери составляют 3% от теплоты химической реакции;
Коэффициент теплопередачи теплообменника: Кт=400 кДж/(м²∙ч∙градус)

Контрольная работа 2
Задание 1.
Реакторы для процесса синтеза аммиака. Основные конструкции и характеристики.

Задача 1.
Окисление диоксида серы проводят в адиабатическом реакторе полного смешения. Состав исходной смеси (об. доли): диоксид серы-0,09, кислород -0,11, триоксид серы -0,01, остальное азот. Изменение равновесной степени превращения диоксида серы от температуры реакционной смеси представлено в справочной таблице.
Зависимость константы скорости от температуры: ...
Зависимость константы равновесия от температуры: ...
Кинетическое уравнение:
  моль SO₂/(c∙м³)
где  - текущие парциальные давления диоксида серы, триоксида серы и кислорода.
Расход исходной газовой смеси 55000 нм³/ч.
Температура на входе в реактор 620 K.
Давление в реакторе 3 атм.
Степень превращения диоксида серы составляет 0,7 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 – 0,19; водяной пар – 0,62; водород – 0,03; углекислый газ -0,01; остальное-метан.
Зависимость константы скорости реакции от температуры: ...
Зависимость константы равновесия от температуры: ...
Кинетическое уравнение: ...
Расход исходной смеси 45000 м³/ч.
Давление в реакторе 1 атм.
Температура реакционной смеси на входе в реактор 575 К.
Объём катализатора, загруженного на первую полку, составляет 3 м³.
Температура реакционной смеси на входе на вторую полку реактора 550 К
Объём катализатора, загруженного на первую полку, составляет 7 м³.
Равновесная степень превращения СО при температуре на входе в реактор 575 К составляет 0,908
Рассчитать суммарную производительность по водороду.

Дата выполнения: 16/05/2014