Задания. 1. При газификации кокса, содержащего, мас

1. При газификации кокса, содержащего, мас. %: С – 96,5; Н₂О – 3,5, с водяным паром полученный водяной газ содержит 6 об. % СО₂. Рассчитать состав полученного газа и составить материальный баланс процесса газификации на 1 т кокса указанного состава. При газификации протекают следующие реакции:

С + Н₂О = СО + Н₂; СО + Н₂О = СО₂ + Н₂.

2. Составить материальный баланс нитратора производительностью 3 т/ч нитробензола. Выход нитробензола 98% от теоретического. Состав нитрующей смеси, мас. %: HNO₃ – 20; H₂SO₄ – 60; Н₂О – 20. Расход нитрующей смеси 4 кг/1 кг бензола.

С₆Н₆ + HNO₃ = C₆H₅NO₂ + Н₂О.

3. Для получения серного ангидрида (SO₃) используют обжиговый газ состава, об. доли %: SO₂ – 9,5; SO₃ – 0,1; O₂ – 13; N₂ – 77,4. Концентрация SO₂ на выходе из контактного аппарата 0,1 мас. доли. Определить степень окисления SO₂ и составить материальный баланс в расчете на 1 т SO₃ в конечной смеси.

4. Составить таблицу материального баланса контактного аппарата для каталитического окисления оксида серы SО₂ в серный ангидрид SО₃ производительностью 10 000 м³/ч исходного газа следующего состава, об. %: SО₂ – 8,5; О₂ – 12,5; N₂ – 79. Степень окисления SО₂ в SО₃ составляет 98%. Расчет вести на производительность в килоргаммах в час.

SО₂ + 0,5О₂ = SО₃.

5. Составить материальный баланс процесса получения сульфида натрия по реакции

Na₂SО₄ + 4Н₂ = Na₂S + 4Н₂О,

если степень превращения водорода 0,97, производительность по Na₂SО₄ – 250 т/сут. Состав сульфата натрия, %: Na₂SО₄ – 99, NaCl – 1. Степень превращения Na₂SО₄ 94%. Состав технического водорода, об. %: Н₂ – 97, N₂ – 2,2; Cl₂ – 0,8.

6. Составить материальный баланс башни сжигания фосфора, орошаемой водой. Производительность по Р₂О₅ – 4 т/ч. Содержание фосфора в техническом желтом фосфоре 99,5%. Коэффициент избытка воздуха при сжигании 25%. Концентрация вытекающей из башни Н₃РО₄ – 20%.

7. Составить материальный баланс сжигания сероводорода производительностью 15 т/ч (на моногидрат Н₂SО₄). Исходный газ содержит 55 об. % Н₂S, 45% влаги. На 1 м³ газа в печь подается 10 м³ воздуха. Степень превращения серы 98%.

8. Сульфат железа (III) получают по реакции

6FeSO₄ + 3Н₂SО₄ + 2НNО₃ = 3Fe₂(SO₄)₃ + 4Н₂О + 2NО.

На окисление подают 1 т железного купороса, содержащего, %:

FeSO₄ · 7Н₂О - 95; Н₂SО₄ - 2; Н₂О - 3; Н₂SО₄ - 92; НNО₃ - 68.

Рассчитать материальный баланс получения Fe₂(SO₄)₃, если серную кислоту подают по стехиометрии, а азотную - с избытком 10%.

9. Нитрат натрия получают из нитрат-нитритных щелоков, содержащих 20 мас. % NaNО₂ и 12 мас. % NaNО₃, по реакции

3NaNО₂ + 2НNО₃ = 3NaNО₃ + 2NО + Н₂О.

Рассчитать расход азотной кислоты, содержащей 45 мас. % НNО₃ на получение 1 000 кг NaNО₃. Вычислить состав раствора и составить таблицу материального баланса.

10. Определить часовой расход фосфорита (30% Р₂О₅), кокса (85% С) и кварца (97% SiO₂) на производство 4 000 кг/ч элементарного фосфора по реакции

Са₃(РО₄)₂ + 5С + 3SiO₂ = 3СаО · SiO₂ + 5СО + 2Р.

Степень восстановления фосфора 98%, а потери фосфора вследствие побочных реакций – 10%. Составить таблицу материального баланса.

11. Раствор, содержащий 35% Na₄Fe(CN)₆, охлажден до 219 К, в насыщенном растворе при этой температуре содержится 14,3% Na₄Fe(CN)₆, в осадке - кристаллы Na₄Fe(CN)₆ · 10Н₂О. Рассчитать материальный баланс процесса на 1 000 кг Na₄Fe(CN)₆ · 10Н₂О.

12. Перманганат калия получают по реакции

2MnO₂ + 2KОН + 1,5О₂ = 2KMnO₄ + Н₂О.

В качестве исходных веществ используется руда, содержащая 95% MnO₂, гидроксид калия, содержащий 92% KОН, и технический кислород, в состав которого входит 5 об. % азота. Рассчитать материальный баланс получения KMnO₄ на 1000 кг руды и выход перманганата калия, если общая степень превращения марганца в процессе 92%, гидроксида калия – 90%, кислорода – 85%.

13. Определить количество водяных паров и количество получаемого 20%-ного раствора этилового спирта из 150 000 м³ этиленового газа, содержащего 85 об. % этилена и 15% воды, по реакции

С₂Н₄ + Н₂О = С₂Н₅ОН,

если степень превращения этилена 98%. Составить материальный баланс процесса.

14. Составить материальный баланс (кг) процесса окисления NH₃ (на 1 т NH₃) по реакции

4NH₃ + 5O₂ ® 4NO + 6H₂O; 4NH₃ + 3O₂ ® 2N₂ + 6H₂O,

предполагая, что степень превращения аммиака составляет 99%, и 2% NH₃ окисляется до азота. Aммиачно-воздушная смесь содержит 0,13 об. доли NH₃.