 |
Главная » Решение задач по ПАХТ из задачника Павлова Романкова Носкова РАЗДЕЛ 8 |  |
Решение задач по ПАХТ из задачника Павлова Романкова Носкова РАЗДЕЛ 8
Я профессионально решаю задачи по ПАХТ
Решение задач по ПАХТ из задачника Павлова Романкова Носкова Заказать
РАЗДЕЛ 1РАЗДЕЛ 2РАЗДЕЛ 3РАЗДЕЛ 4РАЗДЕЛ 5РАЗДЕЛ 6РАЗДЕЛ 7РАЗДЕЛ 8РАЗДЕЛ 9РАЗДЕЛ 10РАЗДЕЛ 11
быстрый переход к решению задачи по номеру задачи
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.10 1.11 1.12 1.13 1.14 1.15 1.16 1.17 1.18 1.19 1.20 1.21 1.22
1.23 1.24 1.25 1.26 1.27 1.28 1.29 1.30 1.31 1.32 1.33 1.34 1.35 1.36 1.37 1.38
1.45 1.46 1.47 1.48 1.49 1.50 1.51 1.52 1.53 1.54
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17
2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 2.23 2.24 2.25 2.26 2.27 2.28 2.29 2.30
3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9 3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 3.15 3.16 3.17 3.18 3.19 3.20
3.21 3.22 3.23 3.24 3.25 3.26 3.27 3.28 3.29 3.30 3.31 3.32 3.33 3.34 3.35 3.36 3.37
3.38 3.39 3.40 3.41 3.42 3.43 3.44 3.45
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15
4.16 4.17 4.18 4.19 4.20 4.21 4.22 4.23
4.24 4.25 4.26 4.27 4.28 4.29 4.30 4.31 4.32 4.33 4.34 4.35 4.36 4.37 4.38
4.39 4.40 4.41 4.42 4.43 4.44 4.45 4.46
4.47 4.48 4.49 4.50 4.51 4.52 4.53
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8 5.9 5.10 5.11 5.12 5.13 5.14 5.15 5.16 5.17 5.18 5.19 5.20 5.21
5.28 5.29 5.30 5.31 5.32 5.33 5.34 5.35 5.36
6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8 6.9 6.10 6.11 6.12 6.13 6.14 6.15 6.16 6.17
6.18 6.19 6.20 6.21 6.22 6.23 6.24 6.25
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8 7.9 7.10 7.11 7.12 7.13 7.14 7.15 7.16 7.17 7.18 7.19 7.20 7.21 7.22 7.23 7.24 7.25 7.26 7.27 7.28
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6 8.7 8.8 8.9 8.10 8.11 8.12 8.13 8.14 8.15 8.16
10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 10.6 10.7 10.8 10.9 10.10 10.11 10.12 10.13 10.14 10.15 10.16 10.17 10.18 10.19 10.20 10.21 10.22 10.23 10.24 10.25 10.26 10.27 10.28 10.29 10.30 10.31 10.32 10.33 10.34
11.1 11.2 11.3 11.4 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 11.10 11.11 11.12 11.13 11.14 11.15 11.16 11.17 11.18 11.19 11.20 11.21 11.22 11.23 11.24 11.25 11.26 11.27 11.28 11.29
8.1. Построить треугольную диаграмму равновесия для системы вода - уксусная кислота - этиловый эфир при 25 °С, пользуясь данными табл. 8.4. Сравнить полученную диаграмму с диаграммой X, Y - z, Z. (см. пример 8.8).
посмотреть решение этой задачи
8.2. Определить состав и количество сосуществующих фаз, на которые расслаивается смесь 10 кг воды, 5 кг этилового эфира и 5 кг уксусной кислоты. При удалении какого количества этилового эфира эта смесь перестанет расслаиваться?
посмотреть решение этой задачи
8.3. Уксусная кислота экстрагируется из водного раствора, содержащего ее 15% (масс.) при 25 °С. Масса исходной смеси 1200 кг. Определить состав и количество конечных продуктов после отгонки растворителя, если экстракция производится чистым эфиром в перекрестном токе. Процесс ведется в две ступени при отношении массы растворителя к массе обрабатываемой смеси 1,5.
посмотреть решение этой задачи
8.4. Уксусная кислота экстрагируется в противотоке этиловым эфиром из водного раствора, содержащего 20% (масс.) кислоты. Определить необходимое количество растворителя на 1000 кг/ч исходной смеси и число теоретических ступеней экстрагирования, если экстракт должен содержать 60% (масс.), а рафинат - не более 2% (масс.) кислоты (после отгонки растворителя).
посмотреть решение этой задачи
8.5. Бензойная кислота экстрагируется из водного раствора с содержанием ее 1,5 кг на 1 м3 воды, последовательной промывкой бензолом, содержащим 0,2 кг бензойной кислоты на 1 м3 бензола, при отношении объемов воды и бензола Vв/Vб=4. Определить, сколько понадобится промывок, если конечное содержание бензола в воде 0,2 кг/м3. Определить также составы получающихся экстрактов. Равновесные данные при рабочей температуре:
Концентрация бензойной кислоты в воде, кг/м3 0,104 0,456 0,707 1,32 1,56
Концентрация бензойной кислоты в бензоле, 0,182 2,45 6,12 18,2 24,5
посмотреть решение этой задачи
8.6. В противоточном экстракторе экстрагируется 1,4-диоксан из 25% водного раствора бензолом, содержащим 0,5% (масс.) диоксана. Конечное содержание диоксана в воде 2% (масс.). Определить: 1) минимальное количество растворителя на 100 кг исходной смеси; б) необходимое число теоретических ступеней экстрагирования; в) состав экстракта, приняв количество растворителя в 1,5 раза больше минимального. Равновесные данные см. в примере 8.6.
посмотреть решение этой задачи
8.7. Построить фазовые диаграммы равновесия в координатах X, Y - z, Z и X - Y для системы вода - уксусная кислота - изопропиловый эфир при 20 °С, пользуясь данными о равновесных составах сосуществующих фаз [в % (масс.)], приведенными в табл. 8.9. Соединительные линии на диаграмме X, Y - z, Z проводить не следует. Определить максимальные концентрации экстракта при работе противотоком для составов исходных смесей 5 и 10% (масс).
посмотреть решение этой задачи
8.8. Определить минимальное количество возврата экстракта и соответствующее ему минимальное количество растворителя на 100 кг исходной смеси вода - уксусная кислота с содержанием последней 10% (масс.), если экстракция производится диэтиловым эфиром при 25 °С. Экстракт после отгонки растворителя должен содержать 75% (масс.) уксусной кислоты, а рафинат 1% (масс.); растворитель отгоняется полностью *.
посмотреть решение этой задачи
8.9. Решить задачу 8.8 приняв количество возврата двойным против минимального. Определить также число теоретических ступеней экстрагирования.
посмотреть решение этой задачи
8.10. Построить фазовые диаграммы равновесия в координатах X, Y-z, Z для системы гептан - метилциклогексан - анилин при 25 °С. Данные о равновесных составах сосуществующих фаз [в % (масс.)] взять из табл. 8.10. Определить, какой концентрации продукты можно получить, обрабатывая 40% раствор метилциклогексана в гептане чистым анилином при обычной ротивоточной экстракции. Определить также минимальное число ступеней экстрагирования (при полном возврате экстракта и рафината), если экстракт содержит 98% (масс.), а рафинат 1% (масс.) метилциклогексана (после отгонки от растворителя).
посмотреть решение этой задачи
8.11. Метилциклогексан экстрагируется анилином из 40% раствора его в гептане при 25 °С в экстракционной установке с возвратом части экстракта и рафината. Экстракт содержит 98% (масс.), а рафинат 1 % (масс.) метилциклогексана (исключая растворитель). Отношение количеств возврата экстракта и экстракта-продукта принять в 1,615 раз больше минимального. Определить число ступеней экстрагирования, состав и количество рафината, экстракта, возвратов и растворителя на 100 кг/ч исходной смеси.
посмотреть решение этой задачи
8.12. В батарею из трех отстойников противоточного действия, объемом по 7 м3 каждый, поступают 2 т раствора NаОН в 1 м3 воды вместе с осадком СаСО3 и отбираются 6 м3 прозрачного концентрированного раствора на выпарку. С другой стороны, в батарею подается в качестве растворителя 6 м3 чистой воды на 2000 кг NаОН. Осадок СаСО3 при переходе со ступени на ступень и при удалении из батареи удерживает 1 м3 раствора. Определить: а) количество NаОН в шламе; б) степень извлечения NаОН; в) процентное содержание NаОН в растворе, поступающем на выпарку.
посмотреть решение этой задачи
8.13. Определить число ступеней экстрагирования в условиях примера 8.12, если степень извлечения NаОН равна 0,98.
посмотреть решение этой задачи
8.14. Определить число ступеней экстрагирования в условиях примера 8.13, если содержание СaС12 в экстракте будет равно 9% (масс.), а степень извлечения меди 92%.
посмотреть решение этой задачи
8.15. Завод перерабатывает в сутки 10 т сульфида бария с соответствующим количеством соды и 35 т воды с целью получения карбоната бария и раствора сульфида натрия. Переработка ведется в пятиступенчатой противоточной батарее. Осадок карбоната бария во время процесса удерживает двойное (по массе) количество воды. В результате переработки получается 10% раствор сульфида натрия. Желательно добиться 98%-го извлечения сульфида натрия. Определить: а) потерю сульфида натрия в остатке; б) количество воды, которое необходимо добавить в качестве растворителя; в) концентрации в каждом сгустителе.
посмотреть решение этой задачи
8.16. В противоточной экстракционной батарее экстрагируется едкий натр из продуктов реакции
Nа2СО3 + СаО+Н2О = СаСО3 + 2NаОН.
Поступающая в батарею смесь содержит воды 50% от массы осадка (СаСО3). Из этой смеси в батарее извлекается 95% NаОН, причем получается 15% раствор. Сколько воды в качестве растворителя должно поступать в батарею и сколько ступеней должно быть в батарее, если из опытных данных известно, что осадок удерживает раствор в следующих количествах, зависящих от содержания в нем NaОН:
посмотреть решение этой задачи
ректификационные колонны - один из способов разделения жидких смесей основанный на различном распределении компонентов смеси между жидкой и паровой фазами. В качестве аппаратов служащих для проведения ректификации используются ректификационные колонны - состоящие из собственно колонны, где осуществляется противоточное контактирование пара и жидкости, и устройств, в которых происходит испарение жидкости и конденсация пара - куба и дефлегматора. Колонна представляет собой вертикально стоящий полый цилиндр внутри которого установлены так называемые тарелки (контактные устройства различной конструкции) или помещен фигурный кусковой материал - насадка. Куб и дефлегматор - это обычно Кожухотрубчатый теплообменник (находят применение также трубчатые печи и кубы-испарители.
Назначение тарелок и насадки - разделение межфазной поверхности и улучшение контакта между жидкостью и паром. Тарелки, как правило, снабжаются устройством для перелива жидкости. В качестве насадки ректификационных колонн обычно используются кольца, диаметр которых равен их высоте.
Как в насадочных, так и в тарельчатых колоннах кинетическая энергия пара используется для преодоления гидравлического сопротивления контактных устройств и для создания динамической дисперсной системы пар - жидкость с большой межфазной поверхностью. Существуют также ректификационные колонны с подводом механической энергии, в которых дисперсная система создаётся при вращении ротора, установленного по оси колонны. Роторные аппараты имеют меньший перепад давления по высоте, что особенно важно для вакуумных колонн.
По способу проведения различают - непрерывную и периодическую ректификацию. В первом случае разделяемая смесь непрерывно подается в ректификационную колонну, а из колонны непрерывно отводятся две или более число фракций, обогащенных одними компонентами и обедненных другими. Полная колонна состоит из двух секций укрепляющей и исчерпывающей. Исходная смесь (обычно при температуре кипения) подается в колонну, где смешивается с так называемой извлеченной жидкостью, стекающей по контактным устройствам (тарелкам или насадке) исчерпывающей секции противотоком к поднимающемуся потоку пара. Достигая низа колонны, жидкость обогащается тяжелолетучими компонентами. В низу жидкость частично испаряется в результате нагрева подводящимся теплоносителем, и пар снова поступает в исчерпывающую секцию. Пройдя её, обогащенный легколетучими компонентами, пар поступает в дефлегматор, где обычно полностью конденсируется подходящим хладагентом. Полученная жидкость делится на два потока - дистиллят и флегму. Дистиллят является продуктовым потоком, а флегма поступает на орошение укрепляющей секции, по контактным устройствам которой стекает. Часть жидкости выводится из куба колонны в виде так называемого кубового остатка (также продуктовый поток).
Если исходную смесь нужно разделить непрерывным способом на число фракций больше двух, то применяется последовательное либо параллельно - последовательное соединение колонн.
При периодической ректификации исходная, жидкая смесь единовременно загружается в куб колонны, ёмкость которой соответствует желаемой производительности. Пары поступают в колонну и поднимаются к дефлегматору, где происходит их конденсация. В начальный период весь конденсат возвращается в колонну, что отвечает режиму полного орошения. Затем конденсат делится на дистиллят и флегму. По мере отбора дистиллята (либо при постоянном флегмовом числе, либо с его изменением из колонны выводятся сначала легколетучие компоненты, затем среднелетучие и так далее). Нужную фракцию (или фракции) отбирают в соответствующий сборник. Операция продолжается до полной переработки первоначально загруженной смеси.
Основные области промышленного применения ректификации - получение отдельных фракций и индивидуальных углеводородов из нефтяного сырья в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, окиси этилена, акрилонитрила, акрилхлорсиланов - в химической промышленности. Ректификация широко используется и в других отраслях народного хозяйства: коксохимической, лесохимической, пищевой, химико-фармацевтической промышленностях.