Файл: Курсовая работа по дисциплине Общая химическая технология.docx
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 260
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Задание 3Решение: уравнение реакции: 2СН2 = СН2 + О2 = 2(СН2)2О Расход этилена на 1т оксида этилена по реакции: 28•1000/44=636,36 кг,с учетом степени окисления: 636,36/0,60=1060,60 кг или 1060,60•22,4/28=848,48 м3.Объем воздуха в этилен-воздушной смеси:848,48•91,7/8,3=9 374,22 м3, в том числе кислорода:9 374,22•0,21=1 968,58 м3 или 1 968,58•32/22,4=2 812,27 кг. в том числе азота: 9 374,22 •0,79=7 405,64 м3 или 7 405,64•28/22,4=9 257,05кг.Израсходовано кислорода на окисление: 848,48•0,60/2=254,54 м3.Содержание кислорода в продуктах окисления:1 968,58-254,54=1 714,04м3 или 1714,04•32/22,4=2 448,63кг.Таблица 2.3 – Материальный баланс на 1т оксида этилена
Задание 4:Решение: уравнения реакций: 2NaCl + 0,5O2 = Na
2O + Cl2Na2O + V2O5 = 2NaVO3.Для получения 1т NaVO3 требуется:- V2O5 1000•182/244=745,90 кг,- шлака 745,90/0,173=4311,57 кг.По условию расход хлорида натрия составляет 15 % (масс.) от массы шлака, т.е.: 4311,57•0,15=646,74 кг.На образование 1т NaVO3 требуется NaCl:58,5•2•1000/2•122=479,51 кгНе прореагировало NaCl:646,74-479,51=167,23 кг.Израсходовано кислорода:16•479,51/58,5•2=65,57 кг или 65,57•22,4/32=45,90 м3.С кислородом поступило азота:45,90•79/21=172,67 м3 или 172,67•28/22,4=215,84 кг.Образовалось хлора в результате первой стадии процесса:35,5•2•1000/122•2=290,98 кг.Таблица 2.5 – Материальный баланс печи на 1т NaVO3
Задание 5:Решение: Молекулярные массы компонентов - Al(OH)3=78, HF=20, Na2 CO3=106, Н3AlF6=144, Na3AlF6=210. Протекающие при образовании криолита реакции могут быть выражены уравнениями: 2Al(OH)3 + 12HF = 2Н3AlF6 + 6H2O2Н3AlF6 + 3Na2 CO3 = 2Na3AlF6 + 3CO2 + 3H2OДля получения 1т криолита требуется сырья, согласно стехиометрическим соотношениям:- Al(OH)3: 2•78•1000/2•210=371,43 кг, - HF: 12•20•1000/2•210=571,43 кг,
- 15% раствора HF: 571,43/0,176=3246,76кг.Для получения соответствующего количества плавиковой кислоты необходимо:- H2O: 3246,76-571,43=2 675,33кг,- Na2 CO3: 106•3•1000/210•2=757,14 кг.Для обеспечения нужной кислотности раствора следует дополнительно ввести эквивалентное количество Al(OH)3 и HF. Масса Na2 CO3, эквивалентная избыточной кислотности, составляет:- 757,14•0,084=63,60 кг, Масса Н3AlF6 эквивалентная 63,60 кг Na2 CO3 согласно реакциям:- 2•144•63,60/3•106= 57,60 кг.Для получения этого количества свободной кислоты требуется:- Al(OH)3: 2•78•57,60/2•144=31,20 кг, - HF: 12•20•57,60/2•144=48,00 кг, - 15%-ной HF: 48,00/0,176=272,73 кг,- H2O: 272,73-48=224,73 кг.С учетом избыточной кислотности имеем:- Al(OH)3: 371,43+15,11=402,63 кг, - HF: 571,43+23,24=619,43 кг, - H2O: 2675,32 +224,73=2900,05кг,- Na2 CO3: 757,14 кг.В составе продукционной смеси будет находиться:- Na3AlF6: 1000 кг, - Н3AlF6: 57,60 кг,- СО2: 3•44•1000/2•210=314,29 кг,- H2O: 6•18•402,63/2•78=278,74 кг,3•18•757,14/3•106=128,57 кг,- итого H2O: 278,74+128,57=407,31 кгТаблица 2.7 – Материальный баланс получения криолита
Здание 6: Решение: Молекулярные массы - СаF2=78, H2SO4=98, CaSO4=136, HF=20, SiO2=60, H2SiF6=144. Разложение шпата протекает по реакциям:CaF2 + H2SO4 = CaSO4 + 2HF, (1)SiO2 + 6HF = H2SiF6 + 2H2O. (2)По условию в100 кг шпата содержится 89 кг CaF2 и 11,0 кг SiO2.При разложении 100 кг породы:- по реакции (1) образуется HF: 89•20•2/78=45,64 кг,- по реакции (2) расходуется HF: 11•20•6/60=22 кг.В результате реакций (1) и (2) из 100 кг породы получается:45,64-22=23,64 кг HF, т.е. для обеспечения выхода 1т HF требуется:- породы: 100•1000/23,64=4 229,93 из них:- CaF2 – 3764,64 кг- SiO2 – 465,29 кг. С учетом степени разложения:- породы: 4229,94/0,80=5287,42 кг, из них:- CaF2 – 4 706,01 кг,- SiO2 – 581,62 кг.Расход серной кислоты (моногидрата):- по реакции: 98•3764,64/78=4729,93 кг,- с учетом ее избытка: 4729,93•0,165=780,44кг,- 96,6%-ной: 780,44/0,966=806,05.Расход вводимой с H2SO4 воды: 1000-806,05=193,95кгСостав продукционной смеси:- CaSO4: 3764,64 •136/78=6563,99- H2SiF6: 465,29•144/60=1116,70кг,- Н2О по реакции: 465,29•36/60=279,18 кг.Таблица 2.11 – Материальный баланс реактора на 1т HF
| Приход | Расход | |||||
| | кг | м3 | | кг | м3 | |
| Этилен | 1060,60 | 848,48 | Оксид этилена | 1000 | 509,09 | |
| Кислород | 2 812,27 | 1968,58 | Этилен | 424,24 | 509,09 | |
| Азот | 9 257,05 | 7405,59 | Кислород | 2448,63 | 1 714,04 | |
| | | | Азот | 9 257,05 | 7405,64 | |
| Итого: | 13129,92 | 10222,65 | Итого: | 13129,92 | 10137,86 | |
2O + Cl2Na2O + V2O5 = 2NaVO3.Для получения 1т NaVO3 требуется:- V2O5 1000•182/244=745,90 кг,- шлака 745,90/0,173=4311,57 кг.По условию расход хлорида натрия составляет 15 % (масс.) от массы шлака, т.е.: 4311,57•0,15=646,74 кг.На образование 1т NaVO3 требуется NaCl:58,5•2•1000/2•122=479,51 кгНе прореагировало NaCl:646,74-479,51=167,23 кг.Израсходовано кислорода:16•479,51/58,5•2=65,57 кг или 65,57•22,4/32=45,90 м3.С кислородом поступило азота:45,90•79/21=172,67 м3 или 172,67•28/22,4=215,84 кг.Образовалось хлора в результате первой стадии процесса:35,5•2•1000/122•2=290,98 кг.Таблица 2.5 – Материальный баланс печи на 1т NaVO3
| Приход | Расход | |||
| | кг | | кг | |
| Ванадиевый шлак | 4311,57 | Шлам | 3565,66 | |
| NaCl | 646,74 | NaVO3 | 1000 | |
| Кислород | 65,57 | NaCl | 167,23 | |
| Азот | 215,84 | Cl2 | 290,98 | |
| | | Азот | 215,84 | |
| Итого: | 5239,73 | Итого: | 5239,73 | |
- 15% раствора HF: 571,43/0,176=3246,76кг.Для получения соответствующего количества плавиковой кислоты необходимо:- H2O: 3246,76-571,43=2 675,33кг,- Na2 CO3: 106•3•1000/210•2=757,14 кг.Для обеспечения нужной кислотности раствора следует дополнительно ввести эквивалентное количество Al(OH)3 и HF. Масса Na2 CO3, эквивалентная избыточной кислотности, составляет:- 757,14•0,084=63,60 кг, Масса Н3AlF6 эквивалентная 63,60 кг Na2 CO3 согласно реакциям:- 2•144•63,60/3•106= 57,60 кг.Для получения этого количества свободной кислоты требуется:- Al(OH)3: 2•78•57,60/2•144=31,20 кг, - HF: 12•20•57,60/2•144=48,00 кг, - 15%-ной HF: 48,00/0,176=272,73 кг,- H2O: 272,73-48=224,73 кг.С учетом избыточной кислотности имеем:- Al(OH)3: 371,43+15,11=402,63 кг, - HF: 571,43+23,24=619,43 кг, - H2O: 2675,32 +224,73=2900,05кг,- Na2 CO3: 757,14 кг.В составе продукционной смеси будет находиться:- Na3AlF6: 1000 кг, - Н3AlF6: 57,60 кг,- СО2: 3•44•1000/2•210=314,29 кг,- H2O: 6•18•402,63/2•78=278,74 кг,3•18•757,14/3•106=128,57 кг,- итого H2O: 278,74+128,57=407,31 кгТаблица 2.7 – Материальный баланс получения криолита
| Приход | Расход | ||
| | кг | | кг |
| Al(OH)3 | 402,63 | Na3AlF6 | 1000 |
| HF– 15% раствор | 619,43 | Н3AlF6 | 57,60 |
| H2O – 15% раствор | 2900,05 | СО2 | 314,29 |
| Na2 CO3 | 757,14 | H2O по реакции | 407,31 |
| | | H2O в составе плавиковой кислоты | 2900,05 |
| Итого: | 4679,25 | Итого: | 4679,25 |
Здание 6: Решение: Молекулярные массы - СаF2=78, H2SO4=98, CaSO4=136, HF=20, SiO2=60, H2SiF6=144. Разложение шпата протекает по реакциям:CaF2 + H2SO4 = CaSO4 + 2HF, (1)SiO2 + 6HF = H2SiF6 + 2H2O. (2)По условию в100 кг шпата содержится 89 кг CaF2 и 11,0 кг SiO2.При разложении 100 кг породы:- по реакции (1) образуется HF: 89•20•2/78=45,64 кг,- по реакции (2) расходуется HF: 11•20•6/60=22 кг.В результате реакций (1) и (2) из 100 кг породы получается:45,64-22=23,64 кг HF, т.е. для обеспечения выхода 1т HF требуется:- породы: 100•1000/23,64=4 229,93 из них:- CaF2 – 3764,64 кг- SiO2 – 465,29 кг. С учетом степени разложения:- породы: 4229,94/0,80=5287,42 кг, из них:- CaF2 – 4 706,01 кг,- SiO2 – 581,62 кг.Расход серной кислоты (моногидрата):- по реакции: 98•3764,64/78=4729,93 кг,- с учетом ее избытка: 4729,93•0,165=780,44кг,- 96,6%-ной: 780,44/0,966=806,05.Расход вводимой с H2SO4 воды: 1000-806,05=193,95кгСостав продукционной смеси:- CaSO4: 3764,64 •136/78=6563,99- H2SiF6: 465,29•144/60=1116,70кг,- Н2О по реакции: 465,29•36/60=279,18 кг.Таблица 2.11 – Материальный баланс реактора на 1т HF
| Приход | Расход | ||
| | кг | | кг |
| CaF2 | 4705,80 | HF | 1000 |
| SiO2 | 581,62 | CaSO4 | 6563,99 |
| H2SO4 моногидрат | 5510,37 | H2SiF6 | 1116,70 |
| Н2О | 193,95 | Н2О по реакции | 279,18 |
| | | Н2О вводимая с H2SO4 | 193,95 |
| | | H2SO4 | 780,44 |
| | | CaF2 | 941,16 |
| | | SiO2 | 116,32 |
| Итого: | 10991,74 | Итого: | 10991,74 |