Тема №10047 Ответы к задачам по химии 11 глав "Химическая технология" (Часть 2)
Поиск задачи:

Рассмотрим тему Ответы к задачам по химии 11 глав "Химическая технология" (Часть 2) из предмета Химия и все вопросы которые связанны с ней. Из представленного текста вы познакомитесь с Ответы к задачам по химии 11 глав "Химическая технология" (Часть 2), узнаете ключевые особенности и основные понятия.

Уважаемые посетители сайта, если вы не согласны с той информацией которая представлена на данной странице или считаете ее не правильной, не стоит попросту тратить свое время на написание негативных высказываний, вы можете помочь друг другу, для этого присылайте в комментарии свое "правильное" решение и мы его скорее всего опубликуем.

5-11. Сколько фосфорита 92%-ной концентрации
Са3(Р04)2 нужно разложить в электрической печи для
получения 1000 кг 73%-ной Н3Р04? Сколько энергии для
этого необходимо? Энтальпия реакции:
Ca3|P04|2H-5C + 2Si02=P2+5CO+Ca3Si207.
А#=1460 кДж/моль.
5-12. Определите теоретический расход, воздуха, необходимый для сжигания 500 кг жидкого фосфора (Р),
содержащего 0,98 % примесей. Коэффициент избытка
воздуха а=1,2. Содержание влаги 10 %,
66 
5-13. Сколько воды расходуется в 1 ч для образования и разбавления фосфорной кислоты в башне сме-
. шения, если масса сжигаемого фосфора 2350 кг/ч, в
башне улавливается 53,2% от общей массы образующегося Рг05, а концентрация полученной кислоты 73%
Н3Р04.
5-14. Рассчитайте расходные коэффициенты сырья —
апатитового концентрата, содержащего 86 % Са3(Р04Ь.
серной кислоты (моногидрата) и воды для получения
1 т простого суперфосфата.
5-15. Рассчитайте норму серной кислоты (моногидрата и 68%-ной кислоты) на разложение 100 масс, долей апатитового концентрата, содержащего 39,6% Р2О5.
Коэффициент избытка а =1,3.
5-16. Рассчитайте расход серной кислоты и воды на
разложение 350 кг апатитового концентрата. Нормы
серной кислоты (моногидрата) 68 масс, долей на 100
масс, долей апатита. Концентрация кислоты 75%-ная.
v
 Разложение ведут 69%-ной кислотой.
5-17. При обработке 100 кг апатитового концентрата, содержащего 39,6 % РгОб, серной кислотой получен
камерный суперфосфат, содержащий 20,5% Р2О5. После его вызревания на складе содержание Р203 составило 20,63%. Определите, сколько суперфосфата
получено. Сколько воды выделилось при его вызревании?
5-18. Составьте материальный - баланс производства
простого суперфосфата из 1000 кг апатитового концентрата по следующим данным: содержание Р205 в апатитовом концентрате 41,2%, концентрация серной кислоты 78%-ная. Норма моногидрата 79 масс, долей на
100 масс, долей апатита. Разложение ведут 68%-ной
кислотой. Камерный суперфосфат содержит 20,4% Р2О5,
суперфосфат (вызревший на складе) —20,65% Р2О5. .
5-19. Определите коэффициент разложения сырья и
выход камерного суперфосфата по следующим данным:
в сырье содержится 39,4% Р2О5; в суперфосфате —
20,15% Р205общ и 17,6 Р205Усв.
5-20. Определите теоретические расходные коэффициенты обогащенного фосфорита, содержащего 30%
P2Os и 70%-ной в пересчете на P2Os фосфорной кислоты, на производство 1 т двойного суперфосфата.
5* Й? 
S-2J. Определите расход фосфорной кислоты для
разложения фосфорита, содержащего 26% P2Os. Фосфор в сырье содержится в виде Ca5F(P04)3.
5-22. Для получения 1000 кг двойного суперфосфата
расходуется 370,7 кг фосфорной кислоты (в расчете на
Р205) и 350 кг апатитового концентрата. Определите
избыток кислоты на 1000 кг апатитового концентрата по
сравнению со стехиометрической массой.
5-23. Определите, сколько известняка необходимо
для нейтрализации Р205св в 100 кг суперфосфата, если
концентрация оксида 26,15%. В результате нейтрализации содержание Р205Своб понижается до 2,92%- Содержание СаСОз в известняке 95%, степень использования его 75%. Сколько углекислого газа выделится
при этом?
5-24. 192 кг апатитового концентрата, содержащего
61% гидроксилапатита ЗСа3(Р02)2-Са(ОН)2, обрабатывают стехиометрической нормой фосфорной кислоты.
Определите концентрацию (в %) РгОбобщ и РгОбусв в
полученном суперфосфате. Степень разложения сырья
85%.
5-25. 250 кг апатитового концентрата, содержащего
фосфор в виде Ca5F(P04)3 (концентрация Р2 05 39,2%),
обрабатывают стехиометрической нормой фосфорной
кислоты. При этом получается суперфосфат следующего
состава: Р2О5общ=50%, Р205уСв=46,2%, а Р205Своб
практически, нет. Определите степень разложения апатитового концентрата.
5-26. 350 кг апатитового концентрата, содержащего
85% Ca5F(P04)3, разлагают фосфорной кислотой, норма которой составляет 120% от стехиометрической.
Степень разложения 100%. Определите содержание
Р205 (свободного в %)•
5-27. Определите выход аммиачной селитры, если на
получение 18 700 кг нитрата аммония израсходовано
19724 л 57.%-ной азотной кислоты (р—1351 кг/м3
).
5-28. Определите расходные коэффициенты сырья на
производство 1 кг 100%-ной гранулированной аммиачной селитры, если потери азотной кислоты в процессе
производства составляют 5%, а аммиака 3,8%. Азотная кислота 58%-ной концентрации.
5-29. Сколько воды необходимо выпарить при получении 150 т 95%-ной аммиачной селитры, если исполь-
68 
зуется азотная кислота 49%-ной концентрации, аммиак
100%-ный.
5-30. Составьте материальный баланс производства
1 т 70% -ной NH4NO3 по следующим данным: азотная
кислота 51%-ной концентрации, аммиак 100%-ной;
потери аммиака 1%, азотной кислоты 1,5%.
5-31. Составьте материальный баланс выпарки аммиачной селитры по следующим данным: на выпарку
поступает 12 т 70%-ной аммиачной селитры; в результате выпаривания получается селитра, содержащая
89% NH4N03. 

Задачи
6-1. Сколько ванн должно быть в цехе рафинирования меди производительностью 182,5 тыс. т в год катодной меди, если ванны работают с нагрузкой 12 кА, а
выход по току для меди составляет 96%? Коэффициент
использования ванн 0,96.
6-2. На заводе медицинских инструментов поверхность большинства изделий покрывают слоем никеля
толщиной 5 • 10~5
 м из электролита на основе NiS(>4.
Определите, продолжительность электролиза для получения покрытия необходимой толщины на пинцете, поверхность которого 4,3-10~3
 м
2
, если плотность металлического никеля 8,9 т/м3
, а. выход по току 96%. Сила
тока при электролизе 1,9 А.
6-3. Вытекающий из диафрагменного хлорного электролизера щелок содержит 130 кг/м3
 щелочи. Ванна
работает с нагрузкой 25 кА, выходом по току для СЬ
%Ь 
Ш NaOH 96%, а для водорода 98%. Рассчитайте:
а) суточную производительность ванны по хлору и водороду (по массе и объему) и по щелочи; б) объем
щелока, вытекающего за 1 ч из ванны. Условия нормальные.
6-4. Сколько часов должен работать электролизер
БГК-17-25 для получения хлора объемом 800 м
3
, если
выход по току составляет 96%, сила тока 30 кА? Условия нормальные.
6-5. Рассчитайте теоретическое значение (В) напряжения разложения при электролизе водного раствора
хлорида натрия. Концентрация анолита 270 кг/м3
, като*
лита 120 кг/м3
.
6-6. Рассчитайте коэффициент использования энергии для электролизера, снабженного железным катодом, где теоретическое напряжение разложения 2,16 В,
а практическое 3,55 В при электролизе водного раствора хлорида натрия. Выход по току 93 %.
6-7. Определите выход по току для электролизера
БГК-17-50, где в течение суток при силе тока 40 кА
было получено 9821 м
3
 электролитического щелока, содержащего 140 кг/м3
 едкого натра.
6-8. В диафрагменном способе получения едкого натра процесс электролиза заканчивают, когда массовая
доля едкого натра в растворе достигает 10%. Рассчитайте, какая массовая доля хлорида натрия подверглась электролизу, если первоначальная концентрация
рассола была 310 кг/м3
, а плотность 1,197 т/м3
.
6-9. Определите степень превращения для католита,
содержащего 120 кг/м3
 едкого натра, если первоначальное содержание хлорида натрия составило 293 кг/м3
.
Потерями в производстве пренебречь.
6-10. Определите дополнительный расход электроэнергии на получение водорода массой 1 т, вызываемы^
перенапряжением выделения газа /i=0,2 В.
6-11. Вычислите расход энергии на получение хлора
массой I t в электролизере БГК-17-50, если сила тока
на зажимах 25 кА, напряжение 3,6 В, выход по teUty
S6% ; • • • • • • • • Оч
6-12. Определите выход по току для электролизера
фирмы «Хукер», ь котором'' получается 225 - м
3
/ч ~к№
толйта, содержащего 135 KF/M3
" едкого натри. Электро?
л изер р а б<этает с нагрузкой 40 к А, '•>•'•
76 
6-13. Определите недельную потребность предприятия в железнодорожных цистернах грузоподъемностью
50 т для перевозки жидкого хлора, если на предприятии
действуют 3 серии электролизеров БГК-17-50, по 68
штук в каждой серии. Нагрузка электролизера 50 кА,
выход по току 96%.
6-14. Рассчитайте теоретический расход электроэнергии для получения едкого натра массой 1 т и хлора
массой 1 т в диафрагменном электролизере, если теоретическое напряжение разложения раствора хлорида
натрия равно 2,2 В.
6-15. Вычислите расход энергии на производство 1 т
едкого натра в электролизере с ртутным катодом типа
«Сольве» V-200, если напряжение на электродах составляет 4,56 В, выход по току 96%, сила тока 190 кА.
6-16. В цехе электролиза имеется 66 ванн с ртутными катодами. От источника постоянного тока на них
подается напряжение 250 В при силе тока 30 кА. Определите производительность такого цеха в сутки по щелоку с концентрацией едкого натра 140 кг/м3
 и хлору
при выходе по току 96%; напряжение на каждой ванне и расход энергии на 1 т хлора и 1 т едкого натра
(в отдельности).
6-17. По днищу ртутного электролизера, имеющего
длину 10 м, ширину 1,5-м, протекает ртуть слоем 5 мм.
При входе в электролизер массовая доля натрия в ртути
равна 0,01%, а на выходе 0,2%. Выход по току 95%.
Катодная плотность тока 5000 А/м2
. Определите массу
40%-ного раствора едкого натра, которую можно получить с 1 м
2
 ртутного катода, и линейную скорость течения ртути. Изменением плотности ртути при образовании амальгамы пренебречь.
6-18. Определите выход по энергии для ртутного
электролизера Р-101, если здесь: потенциал анода
1,42 В; потенциал катода 1,84 В; напряжение на ванне
3,55 В; выход по току 93,7%.
6-19. Рассчитайте объемную скорость циркуляции
ртути в хлорном электролизере, если в поступающей
ртути массовая доля натрия равна 6,015%, а в выходящей из электролизера 0,21%. Выход по току натрия
равен 97%, нагрузка электролизера 25 кА.
.6-20. В горизонтальном разлагателе, куда поступает
в час 23 т амальгамы натрия, выделился водород объе-
П 
т м $6 «^Определите массовую долю натрия в амальгаме (при н. у.).
6-21. Проектная годовая мощность одного из предприятий по производству соляной кислоты составляет
80 тыс. т продукта с массовой долей хлороводорода
34%. Обеспечит ли это предприятие хлором и водородом цех с 84 ваннами типа Р-30, работающий по графику предприятия? Выход по току 96%, нагрузка одного
электролизера 30 кА. Выход кислоты составляет 95%
от теоретического.
6-22. Диафрагменный хлорный электролизер имеет
следующие показатели работы: выход по току хлора
95%; выход по току водорода 99%; нагрузка 20 кА,
Какую массу соляной кислоты с массовой долей хлороводорода 35 % можно получить из всего произведенного хлора за 30 дней работы электролизера? Какой
объем водорода в м3
 должен произвести электролизер
для получения этой массы кислоты, если объемная доля водорода на 5% больше против стехиомет^
рии? 

Задачи
7-1.. Используя данные диаграммы состояния железо—углерод, определите структурные изменения в сплаве при 1173 К и снижении массовой доли углерода с 5
до 0,5 %. Что обозначают эти компоненты структуры?
Сколько цементита содержится в 1 т сплава, в котором
обнаружено 2,6% углерода (по массе), причем
 3Д его
связано химически?
7-2. Вычислите расход руды для выплавки 1000 кг
чугуна, массовая доля железа в котором 93% с использованием: а) магнетита, в котором 25% пустой
породы; б) гематита, в котором 27 % пустой породы;
в) лимонита 2Fe203'3H20, в котором 30% пустой породы; г) гетита 2Fe203-2H20, в котором 29% пустой
породы; д) сидерита FeCOs, в котором 32% пустой
породы. При расчетах принять во внимание, что во всех
б Заказ 1311 - at 
случаях из руды в чугун переходит 97% железа (по
массе).
7-3. Рассчитайте 30-суточную производительность
агломерационной машины в расчете на 1 м2
 площади
спекания, если в сутки машина производит 3600 т агломерата, а площадь аглоленты 252 м2
.
7-4. Сколько чугуна, в составе которого 92% железа (по массе), можно получить из окатышей, которые
производит в течение 30 дней установка мощностью
2500 т/сут. Массовая доля Fe3C>4 в окатышах 85%, а в
чугун переходит 98% железа (по массе).
7-5. Домна с полезным объемом 2000 м3
 расходует
на 1 т чугуна 395 кг кокса, 140 м3
 природного газа,
161 м3
 кислорода, а домна объемом 5000 м3
 соответственно 374 кг кокса, 127 м3
 природного газа, 146 м3
кислорода. Определите сокращение удельных затрат
сырья и прирост выплавки чугуна в массовых долях,
если первая печь производит чугуна 1,6 млн. т/г, а вторая— 4,6 млн. т/г.
7-6. Массовые доли СаО и ЭЮг в офлюсованном
агломерате соответственно равны 0,1 и 0,12. Сколько
известняка необходимо добавить к 1000 т такого агломерата, чтобы связать остаточный кремнезем в моносиликат кальция? Массовая доля СаС03 в известняке 90 %.
7-7. Диаметр колошника домны 8 м, распара 12 м и
дна горна 10 м. Высота от верхнего уровня засыпки до
распара 20 м, а от распара до дна горна 5 м. В сутки
из печи производят 6 выпусков чугуна, по 600 т каждый. Определите: а) полезный объем печи; б) КИПО;
в) интенсивность домны (т/м3
).
. 7-8. Какая масса оксида Железа (II) вступила в
процессе мартеновской плавки в реакцию дефосфори-
зации 1200 т чугуна, в составе которого 0,5% Р, если
в основном продукте было обнаружено 0,001 % фосфора
(по массе)? Выход стали 90% от чугуна.
7-9. Какой объем оксида углерода (II) (н. у.) вступит в реакцию полного восстановления 3200 т гематита?
Сколько кокса необходимо для образования такого
объема газообразного восстановителя? Массовая доля
углерода в коксе 90%.
7-10. На металлургическом заводе первоначальный
КИПО трех доменных печей объемом 1300 м3
, 1400 м3
82 
к. 1719 м
3
 равнялся 0,7. Сколько чугуна вйплавия за»щ
за последующий год, если перед этим удалось увеличить
массовую долю агломерата в шихте с 70 до 80%; снизить массовую долю в коксе серы на 0,2%, а золы на
2%. Примечание: 1) снижение массовой доли серы в
коксе на 0,1% увеличивает производительность печи
на. 7%; снижение доли золы на 1 %— соответственно
на 1,5%, а увеличение доли агломерата на 1% увеличивает производительность на 1%; 2) первая и вторая
печь останавливались на 30-суточный капитальный ремонт, кроме того, в течение года каждая печь на третьи
сутки 9 станавливалас ь н а
 планово-предупредительный
ремонт.
7-11. Доменный газ состава (в % по объему) 28 СО;
2,7 Н2; 58,5 N2; 10,5 С02; 0,3 СН4 сгорает в воздухонагревателе при избытке воздуха 20%. Определите: а) расход воздуха на сжигание 10000 м
3
 доменного газа;
б) состав газа, выходящего из воздухонагревателя;
в) теплоту, выделяемую при сжиганий этого объема
газа (Q=3935 кДж/м3
)".
7-12. Определите интенсивность плавки домны с полезным объемом 2500 м
3
 и производительностью
2,19 млн. т/г, если известно, что расход кокса на 1 т
чугуна составил 500 кг, а углеродсодержащих добавок
417 кг. Массовая доля углерода в коксе и в добавках,
составляет соответственно 0,9 и 0,1.
7-13. В 1960 г. в СССР в дутье 13 доменных печей
добавляли кислород из расчета 44 м
3
 на 1 т чугуна.
Эти печи выплавили тогда 1,8 млн. т чугуна. В 1974 г.
удельный расход кислорода возрос в два раза по сравнению с 1960 г., при этом 83 домны выдали 68,3 млн. т
чугуна в год. Определите: а) суммарный расход чистого кислорода для доменного производства в 1960 и
1974 гг.; б) прирост продукции (в %) за счет кислородного дутья в 1960 и 1974 гг., если 1 млн. м
3
 02 обеспечивает добавку или прирост выплавки в среднем 800 т
чугуна; в) среднегодовую производительность одной
. домны в 1960 и 1974 гг.
7-14. В доменном цехе старого металлургического
завода у печей с общим объемом 2200 м
3
 трудилось
980 человек. После реконструкции объем печей возрос;
до 2600 м
3
, а число работников уменьшилось на 75 человек. Определите суточный прирост выплавки чугуна
б* 83*> 
на 1 работника, если в результате реконструкции
КИПО в среднем снизился с 0,8 до 0,6.
7-15. Первоначальный расход кокса в доменной плавке составлял 600 кт/т чугуна, при замене сырой руды на
офлюсованный агломерат расход кокса сократили на
15 %. Еще на 8% сократился расход кокса при повышении концентрации металла в шихте. Определите пер-
ьоначальный и конечный среднесуточный расход кокса
для домны с К=2700 м
3
, если КИПО! = 0,58, а КИП02 =
=0,52.
7-16. Напишите уравнения реакций, происходящих в
мартеновской печи в слоях шлака н металла. Какой
объем оксида углерода (II) при нормальных условиях
сбразуется в мартеновской печи, если массовая доля
углерода в 600 т металла снизилась с 5 до 1 %?
7-17. Часто во время доводки в расплавленную сталь
прибавляют алюминиевые чушки. Напишите уравнения
происходящих при этом химических реакций. Сколько
алюминия необходимо внести в 50 т стали для снижения массовой доли кислорода с 0,1 до 0,008%?

7-18. Годовой план мартеновского цеха 1345 тыс. т
стали. В составе шихты мартеновских печей 63% чугуна
(по массе). Выход стали из шихты 90%. Определите
гбдовой расход металлолома и руды, если их массовое
отношение в шихте 2:1.
7-19. Определите состав шихты для получения в мартеновской печи стали-40, если известно, что при завалке
и расплавлении выгорает 35% углерода шихты. Массовая доля углерода: в плаве 0,9%, в чугуне 4%, в
скрапе 0,3%.
7-20. Средняя скорость окисления углерода в 900-
тонной мартеновской печи составляет от массы распла-.
ва 0,2% в 1 ч. Сколько СО (в кг и м
3
 при н. у.) образуется за плавку продолжительностью 7 ч? Какой объем
кислорода (н. у.) расходуется за это время на окисление
углерода?
7-21. Рассчитайте годовую производительность крупнотоннажного конвертора в слитках, если известно, что
разовая загрузка в него металлической шихты 250 т,
продолжительность плавки 45 мин, бракованные слитки
составляют 5% (от массы шихты). Конвертор работает
320 суток в году, ....
84 
7-22. Сколько 500-тонных мартеновских печей или
250-тонных конверторов необходимо для обеспечения
работы доменной печи, полезный объем которой
3200 м3
, КИПО 0,48 и время ремонта 25 суток в 5 лет?
Длина плавильного пространства мартеновской печн
19 м, ширина 6 м, съем стали 9 т/м2
 пода в сутки,
время работы 330 суток в году. Конвертор выдает
1 плавку за 0,75 ч и работает 320 суток в году. На 1 т
мартеновской стали расходуется 0,9 т чугуна, а на 1 т
конверторной стали 0,95 т чугуна.
7-23. Определите объем кислорода (н. у.), необходимого для окисления примесей при переделе 1000 т чугуна в сталь, если массовые доли углерода снизились с
4,5 до 0,3%, кремния с 1,5 до 0,3% и марганца с 1,7
до 0,4%.
7-24. Кислородно-конверторный цех. имеет два крупнотоннажных конвертора производительностью по 400 т
в 1 ч. Определите годовую производительность цеха,
расход и себестоимость металлической шихты (на
1 плавку), годовой расход кислорода (н. у.), если известно, что продолжительность плавки 40 мин, среднегодовой брак слитков 8%, себестоимость 1 т стали
65 руб., себестоимость металлошихты 80% от стоимости стали, удельный расход кислорода 50 м3
/т, цех работает бесперебойно 330 дней в году.
7-25. Сколько стали, в составе которой 99% железа (по массе), теоретически можно получить методом
прямого восстановления в электропечах из 1000 т металлизированных окатышей? Массовая доля железа в
сырье 70,29%.
7-26. Сколько ферросплавов нужно взять для получения в дуговой электропечи 500 т стали марки
45Х2НЗ, если степень использования ферросплавов
90%,. а массовая доля легирующих металлов в каж«
/лом 50%?
7-27. Сколько едкого натра вступит в реакцию при
мокром щелочном обогащении 1 т диаспора, в составе
которого 56% А120з, 26% Fe203 и 3,7% Si02 (по массе)?
Какова массовая доля железа в красном шламе, если в:
него перешло
 4/s Si02 в виде алюмосиликата? '
7-28. Сколько кальцинированной соды, в cocfaee ко1
-'
торой 5% некарбонатных примесей и 7% известняка;
(по массе), необходимо для извлечения сухим щелочей' 
ным способом глинозема из 120 т гидрагиллитового
боксита, в составе которого:
 40% А1203 и 12% SiOa
(по массе). Сколько глинозема можно получить при
этом, если выход его составляет 85%? Примечание:
известняк взаимодействует с кремнеземом боксита с образованием двухкальциевого силиката.
7-29. Сколько глинозема, двухкальциевого силиката,
соды и поташа можно получить при комплексной переработке 20 т нефелина путем спекания его с известняком, если в составе нефелинового концентрата 12%
Na20; 7% К20; 29% А1203 и 43% Si02 (по массе)?
Какая масса известняка потребуется для спекания с
нефелином? Массовая доля СаС03 в известняке. 0,9.
Производственные потерн не учитывать. 

Задачи
8-1. В процессе обогащения угля образуется большая масса алюмосиликатных отходов, которые могут
составлять до 70 % (по массе) от шихты для получения
строительного кирпича. Определите экономию природных материалов при производстве 1 млн. штук кирпичей, если для получения 1000 кирпичей расходуется
2,3 м
3
 глины, 0,8 м
3
 древесных опилок и 245 кг топлива;
при использовании углеотходов надобность в опилках
отпадает и расход топлива снижается на 10 % (по
массе).
8-2. Рассчитайте состав шихты (по Si02 и СаО) для
производства 2000 т портландцемента; если по результатам анализа известны массовые доли компонентов
известняка 93,2% СаСОз; 2,1% MgCOs и 4.7% прочих
примесей; глины 46,4% Si02; 35% А12Оа; 6,6% Fe203;
12% Н20, полученного клинкера 66% СаО; 23% Si02;
6% А1203; 2,5% Fe203; 1% MgO и других 1,5%. (по
массе).
8-3. В составе портландцемента 55% алита, 20%
белита, 12% трехкальциевого алюмината, 1.0% четырех-*
кальциевого длюмоферрита (по массе). Определите
силикатный и глиноземный модуль цемента. -л 
!
 8*4. Вычислите коэффициент насыщения (КН) по.,
следующим данным состава цемента: 3CaO-Si02 53%;
2CaOSi02 17%; ЗСаОА1203 12%; 4CaO-Al203.Fe203
13%; свободный кремнезем 4%; свободный СаО 0,47%;
$03 0,53%.
8-5. Определите выход цементного клинкера из
5000 м3
 исходного шлама, плотность которого 1080кг/м3
,
влажность 36%, унос пыли 7% от сухого вещества в
массе. Печь работает на газовом топливе.
8-6. Цементный завод имел три вращающиеся печи,
производительностью 236000 т в год каждая. В результате реконструкции с 1 апреля демонтировали первую
печь и вновь ввели в строй с 1 июля четвертую печь, а
с 1 августа — пятую печь, производительностью 570 000 т
в год каждая. Определите массу клинкера, полученную
предприятием в год реконструкции.
8-7. Сколько воды потребуется для гидролиза и гидратации трех важнейших минералов 200 кг цемента, в
составе которого 50 % C3S, 20 % C2S и 12 % С3А1
(по массе), если уравнения реакций имеют следующий
вид:
3CaO.Si02+5H20=2CaO.Si02-4H20+Ca(OH)o
2СаО • Si02+4Н20 « 2СаО • Si02 • 4Н20
ЗСаО • А1203+6Н20=ЗСаО • А!203 • 6Н20
Сколько свободной щелочи образуется при этом?
8-8. Для получения 1000 м3
 керамзитобетона пошло
250 т цемента, 680 т керамзитового гравия, 150 кг перлитового песка и 336 м3
 воды. Определите плотность
полученного бетона, если 25 % воды испаряется в процессе созревания. К какой группе (по плотности) относится подобный бетон?
8-9. При производстве газобетона в качестве газооб-*
разователя применяют алюминиевую пудру. В бетонной
смеси при этом происходит следующая реакция:
3Ca(OH)2+2Al+6H20«3CaO.Ai203-6H20+3H2 :,=
Определите примерную пористость бетонной массы при
расходе 270 г алюминия на 1 м3
 газобетона.
8-10. Для получения 1 т стекла расходуется 650 кг
песка, 185 кг соды, 109 кг сульфата натрия, 68 кг известняка, 165 кг доломита, 103 кг пигмента и 15 кг угля.
90 
Ойределите общую массу сырья для суточной работы
печи, которая производит 200 т стекломассы, причем
20% продукта (по массе) наваривается из обратного
стеклобоя. Какой объем занимает шихта, если плотность песка 1800 кг/м3
, соды 900 кг/м3
, сульфата натрия
1000 кг/м3
, известняка 1700 кг/м3
, доломита 1700 кг/м3
,
пигмента 1800 кг/м3
 и угля 400 кг/м3
?
8-11. Для удешевления производства тарного стекла
вместо соды используют смесь минерала мирабилита с
углем. Вычислите расходные коэффициенты для сырьевых материалов с учетом вышеуказанной замены для
получения 1 т стекла следующего состава: SiC>2 72%;
Na20 16%; СаО 5,2%; А1203 3,5% и MgO 3,3% (по
массе).
8-12. Для получения жидкого стекла используют ток
называемую силикат-глыбу общего состава P20-/zRO;.,
где п колеблется от 2,65 до 4. Определите расходные
коэффициенты карбоната натрия и кремнезема для получения 1 т силикат-глыбы с п—3.
8-13. Печь для варки стекла, производящая в сутки
300 т стекломассы, имеет ванну, длина которой 60 м,
ширина 10 м и глубина 1,5 м. Определите: а) годовую
производительность, если 15 суток в году печь находится в ремонте; б) интенсивность печи за сутки работы
(в т/м2
 пода); в) сколько листов оконного стекла,.
которое можно получить за год работы печи, если стандартный размер листа 1250X700X2 мм, а плотность
2500 кг/м3.

8-14. Для получения шлакоситаллов была использована шихта, в составе которой 60% доменного шлака,
20% кварцевого песка, 6% глины, 4% сульфата натрия и 10% каталитических добавок (сульфидов и фторидов марганца и железа) по массе. Выразите в виде
оксидов примерный качественный состав шлакоситаллов.
Определите массовые доли СаО, Si02, A1203 в 1 т продукта, если в составе шлака 10% А1203, 40% СаО и
35% Si02, а в глине 50% Si02, 20% А1203 и 1,5% СаО
(по массе). Производственные потери не учитываются. 

Задачи
9-1. Проектная производительность Канско-Ачинско-
го топливно-энергетического комплекса (КАТЭК) —
1 млрд. т. бурого угля в год. Планируется построить на
базе КАТЭК несколько тепловых электростанций общей мощностью 43 млн кВт. Полагая КПД тепловой
электростанции 22%, рассчитайте, какая масса топлива будет использована для других целей.
9-2. Балансовые запасы углей Боготольского месторождения КАТЭК составляют 6937 млн. т. Определите
объем оксида серы S02 (н. у.), который будет загрязнять
воздух при полном использовании всех запасов этого
угля в качестве энергетического топлива. Массовая
доля серы в угле в среднем 0,8%. Какую массу
100%-ной серной кислоты можно получить из дымовых газов, если бы 15 % всего оксида удалось уловить? Какую массовую долю, выраженную в процентах,
от выпуска кислоты в 1978 г. (22,4 млн. т) составит
утилизированная серная кислота?
9-3. Определите, какую массу пыли за год рассеет
На прилегающих площадях тепловая электростанция
мощностью 0,5 млн. кВт, работающая на буром угле
КАТЭК, если ее КПД 15%. Потери с уносом составляют 1,5% от массы угля. Сколько железнодорожных вагонов грузоподемностью 60 т необходимо для перевозки
»той пыли?
9-4, Определите, какая масса бромида свинца (Щ
будет выброшена в атмосферу города за год всеми автомашинами таксомоторного парка, если здесь 150 автомобилей ГАЗ-24 «Волга». В сутки 1 автомобиль про-
94 
ходит в среднем 400 км, расход топлива А-76 15 л на
100 км. По ГОСТ 13 210—72 в топливе этой марки содержание тетраэтил свинца (ТЭС) 0,41 г/кг. Плотность
топлива 0,73 г/см3
.
• 9-5. При получении водорода парокислородной конверсией метана часть сырья сгорает в самом реакторе.
Процессы здесь могут быть выражены уравнениями:
2СН4+02=2СО+4Н2+66,88 кДж/моль
СН4+М20=СО+ЗН2—209 кДж/моль.
Следует подобрать состав трехкомпонентной газовой
фазы в молях (х СН4 : у 0 2 : г Н20) так, чтобы суммарная удельная теплота реакции была близка к нулю.
9-6. В 1975—1977 гг. в мире производили ежегодно
30 млн. т водорода. При этом около 70% получали из
природного газа. Если известно, что за данный период
добывали 700 млрд. м
3
 природного газа, рассчитайте,
какая массовая доля его шла на производство водорода. Реальный выход водорода при паровой конверсии
метана 2,3 моль/моль СН4. Необходимо принять во
внимание, что объемная доля метана в природном газе
равна 90%.
9-7. Торфяной воск получают экстрагированием торфа. Расходный коэффициент сырья 16,7 кг/кг. Какую
массу кускового торфа в (т) с влажностью 40% надо
добыть, чтобы получить массу воска 500 т?
9-8. Возможно получение метана из бурого угля с
использованием теплоты ядерного реактора. Переработка такого угля массой 660 т с массовой долей углерода в угле 55,6% дает метан объемом 1,1-105
 м
3
.
Определите выход метана в процентах от теоретического.
9-9. Один ядерный реактор мощностью 3000 кВт может обеспечить работу семи газогенераторов с массовым расходом 40 т/ч буроугольного полукокса с массовой долей углерода 72%. При этом получается синтез-газ для производства метанола, объемная доля СО
в котором 31,5, а водорода 66,3%. Приняв выход метанола 80% от теоретического, а степень превращения
полукокса в газ 90%, рассчитайте массу метанола, которую можно получить на установке за сутки.
9-10. Определите объемные доли компонентов воздушного генераторного газа в процентах, если реакция
9S 
газификации углерода дойдет до конца. При расчете
принять состав воздуха таким: 02—21 % (по объему),
остальное — азот.
9-11. Определите производительность по газу, м
3
/ч,
полумеханизнрованного газогенератора с вращающейся
шахтой диаметром 3,315 м, высотой 0,785 м, если интенсивность процесса по топливу (кокс) 200 кг/м2
-ч, а вы*
ход воздушного газа 4 м
3
/кг.
9-12. При газификации кокса в полумеханизирован-
ных газогенераторах выход сухого водяного пара составляет 1,5 м
3
/кг. Объемная теплота сгорания Q=
= 11 430 кДж/м3
 для газа и удельная теплота сгорания 28 050 кДж/кг для кокса. Определите КПД газификации.
9-13. Рассчитайте, какой объем аммиака в год может быть получен при совместной работе коксохимического завода, перерабатывающего в год шихту массой б млн. т, и кислородно-конверторного цеха, где в
сутки подвергают разделению 1,88*106
 м
3
 воздуха.
Принять выход газа от шихты 300 м
3
/т. Объемная доля
водорода в газе равна 55%, объемная доля азота в
воздухе 78%.
9-14. При полукоксовании торфа получается газ, в
котором объемные доли компонентов равны; Нг—16;
СН4—18; С02—41; азот—11,5; СО—13,5%. Выход газа
18% от массы исходного сырья. Рассчитайте, какую
массу торфа следует подвергнуть полукоксованию для
заполнения газом газгольдера диаметром 18 м и высотой 6 м (я. у.).
9-15. Энерготехнологический комбинат, где в год
перерабатываются сланцы массой 16 млн. т, обеспечивается электроэнергией от собственной ТЭЦ установленной мощностью 240 тыс. кВт. ТЭЦ работает на газе,
получающемся при термической переработке сланца.
Выход газа 240 м
3
/т, его теплота сгорания 51 500 кДж/м3
.
Коэффициент полезного действия ТЭЦ 10%. Определите
массовую долю сланца в процентах, расходующегося на
производство электрической и тепловой энергии. 

Задачи
10-1. Таз, образующийся при термоокислительном
крекинге (пиролизе) метана, имеет состав: С2Нз—
ЮЗ 
М%. С2Н4-0,6%, СЙ4~6%, Н2~-54%, СО-26%,
СОг —3,7%, других продуктов 1,2%. При обработке
диметилформамидом из газа извлекаются ацетилен, этилен и оксид углерода (IV). Отходящие газы содержат
в основном водород и оксид углерода (II). Рассчитайте содержание СО и Н2 в газе после очистки.
10-2. На получение 1 т метилового спирта расходуется 2500 м
3
 синтез-газа (смеси СО и Н2 в соотношении 1:2). Найдите выход метанола.
10-3. Рассчитайте объем синтез-газа (м3
), необходимого для получения 1 т метанола 98% -ной чистоты,
если в присутствии катализатора и при оптимальных
условиях можно достичь 87% выхода метанола.
10-4. Константа равновесия обратимой реакции получения метилового спирта из синтез-газа при температуре 573,15 К равна /Ср
' =2,316-10~4
, а при 673 К
К" = 1,091 • 10~5
. Подсчитайте стандартную теплоту
реакции (тепловой эффект) и объясните, почему значение константы равновесия процесса падает с повышением температуры.
10-5. Вычислите среднюю объемную скорость и
удельную производительность катализатора процесса
синтеза метанола, если в колонну синтеза загружено
1,5 м
3
 катализатора, производительность колонны 100 т
в сутки СН3ОН, в 1 ч через катализатор проходит
75000 м
3
 газовой смеси.
10-6. Рассчитайте объем синтез-газа (СО : 2Н2, н.у.),
который необходимо пропустить через колонну синтеза
в сутки, если производительность реактора 100 т в сутки СНзОН и выход 85% от теоретического.
10-7. Рассчитайте теплоту, которую нужно отвести
с помощью холодильника из реактора синтеза метанола, если тепловой эффект реакции Qp=
=90 085 кДж/моль; исходный синтез-газ имеет состав
20% СО и 80% Н2 (по объему), скорость подачи его
80 000 м
3
/ч при температуре на входе в реактор 473К, а
на выходе 573 К. Конверсия СО 35%. Теплоемкость газа
на входе и на выходе одинакова и равна Ср—
= 32,3 кДж/(кмоль-град). Тепловыми потерями пренебречь.
10-8. Синтез метилового спирта ведут под давлением 3-Ю7
 Па и при температуре 623—673 К. Выходящий
из реактора газ имеет состав (в % по объему):
104 
СНзОН—16, СО—12, Нг~72. Рассчитайте соотношение
СО и Н2 в исходном газе, поступающем в колонну синтеза.
10-9. Рассчитайте часовую производительность ректификационной колонны для смеси метанол — вода, если колонна работает 365 дней в году (из них 10 дней
отводится на плановый ремонт и 18 дней на капитальный) и перерабатывает 13 000 т смеси в год.
10-10. В настоящее время в промышленности внедрены четыре метода получения ацетилена. Напишите
уравнения реакции синтеза С2Н2 из разного сырья и
объясните, почему стоимость ацетилена по способу
окислительного пиролиза на 35 % ниже, чем по карбидному методу.
10-11. Состав газа (в % по объему), образующегося
при электрокрекинге метана: С2Н2—13,3; С2Н4—0,9;
СН4—27,5; Н2—48,4, других ацетиленовых углеводородов и бензола 9,9%. Из газа выделяют ацетилен абсорбцией диметилформамидом. При этом происходит
отделение этилена и других органических примесей.
Отходящие газы содержат в основном водород и метан.
Вычислите: 1) состав газа после обработки диметилформамидом; 2) сколько аммиака (теоретически) можно получить из 1000 м3
 газа электрокрекинга метана?
10-12. Вычислите расходный коэффициент на 1 т
СНзСООН для карбида кальция, содержащего 85%
СаС2, если выход ацетилена 97%, уксусного альдегида
95% и уксусной кислоты 96%.
10-13. Определите теплоту реакции образования
ацетилена из карбида кальция, если теплоты образования (в кДж/кмоль) составляют: СаС2—(—62 700);
Н20—(—241840); СаО— (—635 100); С2И2—226 700.
10-14. При окислительном пиролизе природного газа с целью получения ацетилена необходимая теплота
получается за счет сжигания части метана. Подсчитайте общий тепловой эффект реакций термоокислительного крекинга (пиролиза) метана, если основные реакции пиролиза следующие:
СН4+202->С02+2Н20
CH4+0,5O2-*CO-f-H2
2CH4-^C2H2+3H2
105 
На основании расчетов докажите, что необходимая теплота для реакции получения ацетилена выделяется
при сжигании части метана.
10-15. Ацетилен, получаемый карбидным методом,
имеет высокую концентрацию 99 (по объему), но небольшие примеси соединений азота, фосфора и серы
оказываются очень вредными для дальнейшей химической переработки ацетилена. Для очистки от них используют растворы гипохлорита натрия. Сколько гипо-
хлорита натрия надо взять, чтобы полностью удалить
все вредные примеси из 1000 м
3
 С2Н2? Содержание их
следующее: 500 мг/м3
 РН3, 300 мг/м3
 H2S и 200 мг/м3
МНз. Практически найдено, что для удаления 1 г примесей требуется 5,5 г гипохлорита натрия.
10-16. Технический карбид кальция содержит 90%
СаС2, найдите его литраж (т. е. объем ацетилена в 1 л
при и. у., выделяющегося из 1 кг СаС2).
10-17. Рассчитайте расходные коэффициенты природного газа (при н. у.) и кислорода, необходимые для
получения 1 м
3
 ацетилена термоокислительным крекингом (пиролизом) метана, если кислорода берут в объеме 65% от метана, конверсия метана в ацетилен составляет 30%, а содержание метана в природном газе
98%. Основная реакция термоокислительного крекинга
следующая:
2СН4**С2Н2+ЗН2—Q
10-18. Вычислите объем ацетилена, который получается из 1 т карбида кальция, содержащего 92% СаС2,
если карбид на 98% превращается в ацетилен.
10-19. Рассчитайте теоретический расходный коэффициент для ацетилена и выход ацетальдегида при получении 1 т ацетальдегида на основе реакции Кучеро-
ва, если конверсия ацетилена 50%, выход в расчете
на прореагировавший С2Н2 90%, практический расход
ацетилена 680 кг на 1 т ацетальдегида.
10-20. При получении ацетальдегида по реакции
Кучерова протекают побочные реакции уплотнения
(конденсации) ацетальдегида в кротоновый альдегид,
образования уксусной кислоты, ацетона и полимерных
соединений. Вычислите массу ацетальдегида и кротоно-
вого альдегида, которую можно получить из 1 т ацети- .
лена, если чистота ацетилена 99%, конверсия 50%.
106 
выход ацетальдегида 89%, а кротонового альдегида f% ч
на прореагировавший ацетилен.
10-21. Метод получения ацетальдегида прямым каталитическим окислением этилена имеет большие экономические преимущества: себестоимость ацетальдегида
на 40% ниже, чем при прямой гидратации ацетилена.
Рассчитайте выход ацетальдегида по этому способу,
если практически -получается 1,5 т СН3СНО на 1 т
99,5%-ного этилена.
10-22. Рассчитайте тепловой эффект реакции получения ацетальдегида на основе реакции Кучерова,
если теплота образования (в кДж/кмоль) составляет:
С2Н2- (—226 750); Н 2 0 - (—241840); СН3СНО—
(—166590). Рассчитайте теплоту, выделяющуюся при
образовании 1 т альдегида.
10-23. Вычислите расходный коэффициент для природного газа, содержащего 98% (по объему) метана
для производства 1000 т уксусной кислоты из ацеталь-
? эгида, если выход ацетилена при термическом крекинге природного газа 10%, выход ацетальдегида 90%
и уксусной кислоты 95%.
10-24. В качестве побочных продуктов при окислении ацетальдегида в уксусную кислоту получаются ме-
тилацетат, этилидендиацетат, муравьиная кислота, оксид
углерода (IV) и др. Рассчитайте массу метилацетата,
которая получается в сутки на установке производительностью 2000 кг/ч уксусной кислоты, если в метила-
цетат превращается 1 fo ацетальдегида, а выход уксусной
кислоты на стадии окисления составляет 97% на аце-
тальдегнд.
10-25. «Ледяную» (безводную) уксусную кислоту
(99,8%-ной концентрации) можно использовать для
получения уксусной эссенции (75%-ной концентрации
СНзСООН). Сколько воды и «ледяной» кислоты
СНзСООН надо взять, чтобы приготовить 2 т уксусной
эссенции?
10-26. Рассчитайте степень окисления ацетальдегида
в уксусную кислоту (по формуле x=*(Ct—C2):Ci-100%,
где Си С2— концентрации в исходном и конечном
продуктах), если концентрация СНзСНО в исходном техническом продукте 99,5%, на побочные реакции окисления израсходовано ацетальдегида 2% и остается непрореагировавшего 2 %.
107 
10-27. Окислительная колонна в производстве уксусной кислоты имеет размеры d=900 мм, Л=16 м,
внутри нее находится змеевик (с охлаждающим агентом) в виде трех секций объемом 2 м
3
. Вычислите выход уксусной кислоты, считая ее 100%-ной концентрации, с 1 м
3
 окислительной колонны. Колонна производит 20 000 т кислоты в год.
10-28. Рассчитайте расходный коэффициент для карбида кальция, содержащего 65% СаСг, на 1 т хлоро-
прена, если выход ацетилена из карбида кальция составляет 98% от теоретически возможного, винилаце-
тилена из ацетилена 30%, а хлоропрена (на стадии
жидкофазного гидрохлорирования винилацетилена)
80%.
10-29. Винилхлорид в промышленности получают
разными способами: дегидрохлорированием 1,2-дихлор-
этана, гидрохлорированием ацетилена, комбинированными методами (например, одновременное хлорирование этилена с дегидрохлорированием дихлорэтана :г
гидрохлорированием ацетилена). Напишите химические
реакции промышленных способов получения винилхло-
рида и рассчитайте массу мономера, которая получится по комбинированному методу из 100 м
3
 газовой смеси, состоящей из 70% этилена и 30% ацетилена, если
выход дихлорэтана 90%, винилхлорида при дегидрохло-
рировании дихлорэтана 40%, а при гидрохлорироваиии
ацетилена 98%.
10-30. Составьте материальный баланс получения
1 т винилхлорида гидрохлорированием ацетилена, если
конверсия ацетилена 98%, избыток НС1—10%, выход
винилхлорида 93%. Ацетилен принять 100%-ным, побочными реакциями пренебречь.
10-31. Вычислите объем природного газа (н. у.),
необходимый для получения 50 т муравьиной кислоты
путем каталитического окисления метана, если в природном газе содержится 98% по объему метана.
 


Категория: Химия | Добавил: Админ (05.12.2016)
Просмотров: | Рейтинг: 0.0/0


Другие задачи:
Всего комментариев: 0
avatar