Основы технологии органического синтеза. Учебно-методическое пособие

2 тип задач

Задача 1.

При пиролизе 10000 кг этан-бутановой фракции состава: С2Н6 – 85 % мас., С4Н10 – 15 % мас. получили реакционную мас- су состава: СН4 – 10 % мас., С2Н4 – 62 % мас., С3Н6 – 15 % мас.,

С4Н8 – 7 % мас., С4Н6 – 6 % мас.

Составить материальный баланс процесса. Решение:

1. Определяем количество этана (кг) в этан-бутановой фракции:

10000 кг фракции – 100 %

2. Определяем количество бутана (кг) в этан-бутановой фракции:

10000 – 8500 = 1500 кг.

С учетом закона сохранения массы количество образовав- шейся реакционной массы в результате процесса пиролиза будет ровно 10000 кг. Тогда количества компонентов в реакционной массе:

а) СН4 (метана):

10000 кг реакционной массы – 100 %

б) С2Н4 (этилена):

10000 кг реакционной массы – 100 %

Х кг С2Н4 – 62 %

82

8. Составляем таблицу материального баланса.

83

Задача 2.

При пиролизе 25000 кг этан-бутановой фракции состава: С2Н6 – 78 % мас., С4Н10 – 22 % мас. получили реакционную мас- су состава: СН4 – 5 % мас., С2Н4 – 58 % мас., С3Н6 – 17 % мас., С4Н8 – 6,5 % мас., С4Н6 – 3,5 % мас. Составить материальный баланс процесса.

Задача 3.

При пиролизе 57000 кг этан-бутановой фракции состава: С2Н6 – 59 % мас., С4Н10 – 41 % мас. получили реакционную мас- су состава: СН4 – 3,5 % мас., С2Н4 – 63 % мас.,

С3Н6 – 15,5 % мас., С4Н8 – 8,5 % мас., С4Н6 – 9,5 % мас. Соста-

вить материальный баланс процесса.

Задача 4.

При пиролизе 89500 кг этан-бутановой фракции состава: С2Н6 – 56,5 % мас., С4Н10 – 43,5 % мас. получили реакционную массу состава: СН4 – 4 % мас., С2Н4 – 50 % мас., С3Н6 – 16,5 % мас., С4Н8 – 15,5 % мас., С4Н6 – 8 % мас. Составить материаль- ный баланс процесса.

Задача 5.

При пиролизе 75000 кг этан-бутановой фракции состава: С2Н6 – 61,2 % мас., С4Н10 – 38,8 % мас. получили реакционную массу состава: СН4 – 3,2 % мас., С2Н4 – 62,3 % мас., С3Н6 – 15 % мас., С4Н8 – 14,5 % мас., С4Н6 – 5 % мас. Составить материальный баланс процесса.

Задача 6.

При пиролизе 45000 кг этан-бутановой фракции состава: С2Н6 – 61,2 % мас., С4Н10 – 38,8 % мас. получили реакционную массу состава: СН4 – 3,2 % мас., С2Н4 – 62,3 % мас., С3Н6 – 15 % мас., С4Н8 – 14,5 % мас., С4Н6 – 5 % мас. Составить материальный баланс процесса.

84

Задача 7.

При пиролизе 33500 кг этан-бутановой фракции состава:

вить материальный баланс процесса.

Задача 8.

При пиролизе 23700 кг этан-бутановой фракции состава: С2Н6 – 59 % мас., С4Н10 – 41 % мас. получили реакционную мас-

Задача 9.

При пиролизе 98000 кг этан-бутановой фракции состава: С2Н6 – 78 % мас., С4Н10 – 22 % мас. получили реакционную мас- су состава: СН4 – 5 % мас., С2Н4 – 58 % мас., С3Н6 – 17 % мас., С4Н8 – 6,5 % мас., С4Н6 – 3,5 % мас. Составить материальный баланс процесса.

3 тип задач

Задача 1.

При упаривании 10000 кг 22 %-го водно-глицеринового раствора получают 2500 кг 86 %-го технического глицерина. Составить материальный баланс процесса.

Решение:

1. Определяем содержание глицерина в водно-глицерино- вом растворе:

85

2. Определяем количество воды в водно-глицериновом рас-

творе: кг .

10000 2200 = 7800

3. Технический глицерин состоит из глицерина (86 %) и воды (14 %). Определяем количество глицерина в техническом глицерине:

2500 кг технического глицерина – 100 % Х кг глицерина – 86 %

4. Определяем количество воды в техническом глицерине:

2500 – 2150 = 350 кг .

5. В процессе упаривания испаряется вода, и происходит частичное испарение глицерина. Определяем количество обра- зовавшихся паров:

10000 – 2500 = 7500 кг .

6. Определяем количество испарившегося глицерина (в па-

рах):

2200 – 2150 = 50 кг.

7. Определяем количество испарившейся воды:

7800 – 350 = 7450 кг .

86

Задача 5.

При упаривании 30000 кг 22 %-го водно-глицеринового раствора получают 7500 кг 86 %-го технического глицерина. Составить материальный баланс процесса.

Задача 6.

При упаривании 28000 кг 22 %-го водно-глицеринового раствора получают 7000 кг 86 %-го технического глицерина. Составить материальный баланс процесса.

Задача 7.

При упаривании 16500 кг 22 %-го водно-глицеринового раствора получают 4100 кг 86 %-го технического глицерина. Составить материальный баланс процесса.

4 тип задач

Задача 1.

При конденсации 10000 кг смеси бензола с толуолом (со- став: 80 % мас. бензол и 20 % мас. толуол) бензол сконденсиро- вался на 90 %. Составить материальный баланс процесса.

Решение:

1. Определим количество бензола в исходной смеси:

10000 кг смеси – 100 %

Х кг бензола – 80 %

2. Определим количество толуола в исходной смеси:

10000 – 8000 = 2000 кг.

88

3. Определим количество сконденсировавшегося бензола:

Задача 2.

При конденсации 27500 кг смеси бензола с толуолом (со- став: 74,5 % мас. бензол и 25,5 % мас. толуол) бензол сконден- сировался на 96 %. Составить материальный баланс процесса.

89

Задача 3.

При конденсации 31200 кг смеси бензола с толуолом (со- став: 78,8 % мас. бензол и 21,2 % мас. толуол) бензол сконден- сировался на 97 %. Составить материальный баланс процесса.

Задача 4.

При конденсации 42000 кг смеси этилового и бутилового спиртов (состав: С2Н5ОН – 77 % мас., С4Н9ОН – 23 % мас.) эти- ловый спирт сконденсировался на 98 %. Составить материаль- ный баланс процесса.

Задача 5.

При конденсации 55000 кг смеси этилового и бутилового спиртов (состав: С2Н5ОН – 49,8 % мас., С4Н9ОН – 50,2 % мас.) этиловый спирт сконденсировался на 97 %. Составить матери- альный баланс процесса.

Задача 6.

При конденсации 62300 кг смеси этилового и бутилового спиртов (состав: С2Н5ОН – 54,45 % мас., С4Н9ОН – 45,55 % мас.) этиловый спирт сконденсировался на 98.5 %. Составить матери- альный баланс процесса.

Задача 7.

При конденсации 83000 кг смеси моноэтиленгликоля и триэтиленгликоля (состав: МЭГ– 68,7 % мас., ТЭГ – 31,3 % мас.) моноэтиленгликоль сконденсировался на 96 %. Составить мате- риальный баланс процесса.

90