Главная  Показатели химического производства 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

ется В реактор. Стоимость процесса разделения выражается через стоимость возвращаемого вещества А и равна 75 руб./кмоль.

Определить оптимальную степень превращения вещества А в реакторе, оптимальный объем реактора вытеснения и себестоимость продукта R.

4.3-7. Установка (см. рис. 4.13) производит 3,5-10 3 кмоль/с продукта R по реакции типа А R с константой скорости равной 2,8-10~з с . Концентрация вещества А в исходном потоке равна 0,2 моль/л. Стоимость исходного вещества А составляет 300 руб./кмоль. Процесс проводится в реакторе смешения, стоимость обслуживания которого равна 3,5-10-3 руб./(мЗ-с). После реактора смесь разделяется на продукт и исходное вещество А с концентрацией равной 0,5 моль/л и возвращается в реактор. Стоимость процесса разделения выражается через стоимость возвращаемого вещества А равную 75 руб./кмоль

Определить оптимальную степень превращения вещества А в реакторе, оптимальный объем реактора смешения и себестоимость продукта R.

4.3-8. Установка (см. рис. 4.12) производит 3,6 кмоль/ч продукта R по реакции типа 2А -> R с константой скорости равной 1,2 л/(моль-с). Концентрация вещества А в исходном потоке равна 0,5 моль/л. Стоимость исходного вещества А составляет 120 руб./кмоль. Процесс проводится в реакторе вытеснения, стоимость обслуживания которого равна 0,08 руб./(мЗ-с). После реактора смесь разделяется на продукт и исходное вещество А и с концентрацией равной 0,5 моль/л возвращается в реактор. Стоимость процесса разделения выражается через стоимость возвращаемого вещества А равную 75 руб./кмоль.

Определить оптимальную степень превращения вещества А в реакторе, оптимальный объем реактора вытеснения и себестоимость продукта R.

4.3-9. Реакция типа 2А = R с константой скорости равной 2,4 мин осуществляется в установке, состоящей из реактора вытеснения и делителя (см. рис. 4.12). Цена исходного вещества А составляет 30 руб./моль, а цена обслуживания реактора - 18 руб.ДминмЗ). Стоимость делителя и цена его обслуживания выражаются через цену возвращаемого вещества А равную 12 руб./моль. Производительность установки по продукту R составляет 1,5 кмоль/ч. Исходный раствор вещества А имеет концентрацию 1,8 моль/л.

Определить оптимальный объем реактора вытеснения, объем рецикла и себестоимость продукта R.



4.3-10. При Проведении обратимой реакции первого порядка А R с константой скорости равной 4,8-10-3 с и константой равновесия 5,5 необходимо получать 4,5-10- кмоль/с продукта R. Для проведения процесса может быть использован единичный реактор смешения либо реактор смешения в схеме с фракционным рециклом (см. рис. 4.13). Стоимость исходного вещества А составляет 640 руб./кмоль, производственные затраты на обслуживание реактора равны 8,4 руб./(мЗс), а на обслуживание разделительной установки оцениваются стоимостью возвратного вещества А и равны 140 руб./кмоль А. Концентрация вещества А в входном потоке равна 0,2 моль/л. Делительная установка полностью вьщеляет продукт, концентрация вещества А в рецикле равна 0,2 моль/л.

Определить объемы реакторов для предлагаемьгх двух вариантов, скорость подачи исходной смеси и степени превращения вещества А, при которых обеспечиваются минимальные затраты на осуществление данного процесса.

4.3-11. Требуется получать 4,2-10-3 кмоль/с продукта R по реакции А -> 2 R с константой скорости 7,9-10~з с~. Концентрация вещества А в потоке равна 4 кмоль/мЗ. Стоимость исходного вещества А составляет 450 руб./кмоль. Процесс осуществляется в проточном реакторе смешения, стоимость обслуживания которого равна 3,5-10- руб./(мЗ-с).

Определить оптимальную степень превращения, оптимальный объем реактора, оптимальный объемный поток вещества А и себестоимость 1 кмоль вещества А.

4.3-12. Установка (см. рис. 4.12) производит 3,6 кмоль/ч продукта R по реакции типа 2А R с константой скорости равной 1,2 л/(моль-с). Концентрация вещества А в исходном потоке равна 1,2 моль/л. Стоимость исходного вещества А составляет 170 руб./кмоль. Процесс проводится в реакторе вытеснения, стоимость обслуживания которого равна 0,08 руб./(мЗ-с). После реактора смесь разделяется на продукт и исходное вещество А и с концентрацией равной 1,2 моль/л возвращается в реактор. Стоимость процесса разделения выражается через стоимость возвращаемого вещества А равную 90 руб./кмоль.

Определить оптимальную степень превращения вещества А в реакторе, оптимальный объем реактора вытеснения и себестоимость продукта R.



Глава 5

МАТЕРИАЛЬНЫЙ И ТЕПЛОВОЙ БАЛАНСЫ ХИМИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

5.1. ОБЩИЕ УСЛОВИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО

И ТЕПЛОВОГО БАЛАНСОВ

Химико-технологический процесс рассматривается здесь как совокупность превращений и воздействий на вещества и потоки, происходящих в химическом производстве в целом, а также в его отдельных частях и аппаратах. Основой расчета химико-технологического процесса являются его материальный и тепловой балансы.

Материальный баланс отражает закон сохранения массы вещества. Для всех участвующих веществ он может быть представлен уравнением, левую часть которого образует масса исходньгх веществ EG, правую - масса получаемых продуктов ЕС,-

1} 11

где П - количества входных и выходных потоков; у. А; - их нумерация.

Кроме баланса по всем веществам, используют баланс по отдельным компонентам. Для /-го вещества

где Gi - масса /-го вещества, поступившего в процесс; - масса /-ГО вещества, оставшегося по окончании процесса; ЛС,. . - масса г-го вещества, превращенного в системе.

Масса выходящих веществ учитывает ЕС. в^ и G, а также производственные потери сырья и готового продукта.

Источником является химическая реакция. Если вещество образуется, ЛС,. ..j, > 0. Если ЛС,. < О, вещество превращается в другое.

Если в элементе происходит ряд превращений вещества, то

А



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 [ 48 ] 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов