5 Расчеты по химическим уравнениям

При расчетах по химическим формулам определяют расходные коэффициенты по сырью.

При этом условно различают 2 вида задач (прямая и обратная).

Прямая задача:

Дано: произвгодительность по чистому сырью – 1000 кг

(для газообразных продуктов обычно – в 1000 м³ и 1000 кг )

Найти: выход чистого целевого продукта – кг ;

Обратная задача:

Дано: произвгодительность по чистому целевому продукту – 1000 кг

Найти: расходные коэффициенты по чистому сырью – кг.

5.1 Расходные коэффициенты отдельных стадий производствав (прямая задача)

На практике обычно расчеты производят именно по этой схеме (т.е. из 1 т исходного реального сырья, содержащего значительное количество различных примесей).

Затем все компоненты сырья пересчитывают на получение 1000 кг целевого продукта следующим образом:

	Основное сырье		Целевой продукт
Дано:	1000 кг		2500кг
Найти:	Х1 кг		1000 кг

Х1 = 1000 кг ∙ 1000 кг/ 2500 кг = 400 кг

Методика определения расходных коэффициентов:

1.Записывают реакцию и уравнивают ее (суммы масс левой и правой частей должна быть равны).

					Проверка нуля:
МВ:	12 г	2∙16 г		44 г	(12+2∙16) – 44 = 0 !
	С +	О 2	=	СО 2
	Х1=1000 кг	Х2		Y

2.Массу дополнительного сырья ( Х2) определяют по пропорции:

Х2 = М_В (О₂) ∙ Х1/ М_В (С ) =(16∙2) г ∙ 1000 кг /12 г = 2666,67кг

3.Массу целевого продукта (Y) определяют по пропорции:

Y = М_В (СО₂) ∙ Х1/ М_В (С ) = 44 г ∙ 1000 кг / 12 г = 3666,67 кг

4. Проверяют сумму масс сырья и продуктов (Х1 + Х2 = Y ):

Х1 + Х2 = 1000 + 2666,67 = 3666,67 кг

5. Коэффициент пересчета на 1000 кг целевого продукта (Y) равен:

К_П = 1000 кг /Y = 1000 кг / 3666,67 кг =0,27273

6. Проверяют сумму масс сырья для получения продукта Y=1000 кг:

Х1∙К_П + Х2∙К_П =1000∙0,27273+2666,67∙ 0,27273 =272,73+727,27=1000кг

Пример 1.19. Рассчитать теоретический выход SО₂ из 1 т серы

Дано: Х₁ = 1000 кг S

Найти: Х₂ = ? кг О₂; Y== ? кг SО₂

Решение: Дано Х₁ = 1000 кг

а) Записываем суммарное уравнение

Мв = 32 32 64

S + О₂ = SО₂

1000 кг Х₂ Y

б) Тогда масса 2-го компонента Х₂ = (1000 кг32 г)/32 г = 1000 кг

в) Масса целевого продукта Y= (1000 кг 64 г)/32 г = 2000 кг

г) Проверяем сумму масс компонентов:

Х₁ +Х₂ = 1000 + 1000 = 2000 кг

Ответ: Из 1000 кг серы можно получить Y= 2000 кг SО₂

(потребность кислорода Х₂ = 1000 кг О₂; )

Пример 1.20. Рассчитать теоретический выход SО₃ из 1 т SО₂

Дано: Х₁ = 1000 кг SО₂

Найти: Х₂ = ? кг О₂; Y= ? кг SО₃

Решение:

а) Записываем суммарное уравнение

Мв = 128 32 160

2SО₂ + О₂ = 2SО₃

1000 кг Х₂ Y

б) Тогда масса 2-го компонента Х₂ =(1000 кг32 г)/128 г =250 кг

в) Масса целевого продукта Y= (1000 кг160 г)/128 г = 1250 кг

г) Проверяем сумму масс компонентов:

Х₁ +Х₂ = 1000 + 250 = 1250 кг

Ответ: Из 1000 кг SО₂ можно получить Y= 1250 кг SО₃

(потребность кислорода Х₂ = 250 кг О₂; )

Пример 1.21. Рассчитать теоретический выход Н₂SО₄ из 1 т SО₃

Дано: Х₁ = 1000 кг SО₃

Найти: Х₂ = ? кг Н₂О; Y= ? кг Н₂SО₄

Решение:

а) Записываем суммарное уравнение

Мв = 80 18 98

SО₃ + Н₂О = Н₂SО₄

1000 кг Х₂ Y

б) Тогда масса 2-го компонента Х₂ = (1000 кг18 г)/80 г = 225 кг

в) Масса целевого продукта Y= (1000 кг 98 г)/80 г = 1225 кг

г) Проверяем сумму масс компонентов:

Х₁ +Х₂ = 1000 + 225 = 1225 кг

Ответ: Из 1000 кг SО₃ можно получить 1225 кг Н₂SО₄

(потребность воды Х₂ = 225 кг )

Пример 1.22. Рассчитать теоретический выход Н₂ SО₄ из 1 т серы

Дано: Х₁ = 1000 кг S

Найти: Х₂ = ? кг О₂; Х₃ = ? кг Н₂О; Y= ? кг Н₂SО₄

Решение:

а) Записываем суммарное уравнение

Мв = 32 48 18 98

S + 1,5О₂ + Н₂О = Н₂SО₄

1000 кг Х₂ Х₃ Y

б) Тогда масса О₂: Х₂ = (1000 кг48 г)/32 г = 1500 кг

в) Масса Н₂О: Х₃= (1000 кг18 г)/32 г = 562,5 кг

г) Масса Н₂SО₄: Y= (1000 кг 98 г)/32 г = 3062,5 кг

д) Проверяем сумму масс компонентов:

Х₁ +Х₂ +Х₃ = 1000 + 1500 +562,5 = 3062,5 кг

Ответ: Из 1000 кг серы можно получить Y= 3062,5 кг Н₂SО₄

( потребность кислорода Х₂ = 1500 кг О₂; воды Х₃ = 562,5 кг)