ої Суміші, ЯКЩО процес відбувається адіабатічно. Обгрунтувати конструкцію реактора и розрахуваті масу каталізатора, ЯКЩО йо інтенсівність (І) дорівнює 3,84 тони NH 3 на добу.
Для Реакції:
4NH 3 + 5О 2 = 4NO + 6H 2 O:
для заданої кількості 40000 (кг) цільового продукту практичний витратності коефіцієнт (кг) за компонентом А ставити
В
де М А , М D - молярні масі компонентів А і D, г/моль; X - ступінь Перетворення за компонентом А (взяту ЗА УМОВИ нестачі Щодо компонента В); об'єм компонента А (м 3 ) при цьом становіть
В
де р А - Густина компонента А, кг/м.
вихідні масі т В° и об'єм V В° вcix компонентів Реакції дорівнюють.
В
де П‰ А 0 , N А 0 - масова и об'ємна Частки реагенту А у віхідній Суміші відповідно.
Вихідна маса и об'єм реагенту В (аналогічно D и Е) дорівнюють:
В
Маса и об'єм продукту D, что утворівся у ході Реакції, становляться:
В
І Нарешті, кількості А, В, D, Е после перебігу Реакції дорівнюють:
В
В
В
В
В
В
В
ВРАХОВУЮЧИ вихідні концентрації [молярна Частка,%]
аміаку - 9 + 0,1 * 40 = 13%
кисни - 7 + 0,1 40 = 11%
азоту - 66%.
Молярні масі компонентів Реакції становляит
М (NH 3 ) = 17 г/моль,
М (Про 2 ) = 32 г/моль,
М (NO) = 30 г/моль,
М (Н 2 О) = 18 г/моль.
Р (NH 3 ) = 17/22,4 = 0,76;
Р (О 2 ) = 32/22,4 = 1,42;
Р (NO) = 30/22,4 = 1,34,
P (Н 2 О) = 18/22,4 = 0,8.
Тоді V (NH 3 ) = 40000/1,34 = 29850,7 м 3 ,
m 0 NH 3 =
V 0 (NH 3 ) =
V 0 =
V 0 O2 = 268285.8 * 0.21 = 56340 м 3
m 0 O2 = 56340 * 1,42 = 80002,8 кг
V 0 NO = 268285.8 * 0.66 = 177068.6 м 3
m 0 NO = 177068.6 * 1,34 = 237271.9 кг
Результати розрахунків заносимості до табліці до статьи "Прихід". После Закінчення Реакції у Суміші залішається:
m NO = 23367,7 (1 - 0,9) = 2336,77 кг;
V N Про = 268285.8 * (1 - 0.9) = 26828.58 м 3
матеріальний баланс Перетворення аміаку в оксид азоту (ІІ)
Компонент
Прихід
Витрати
кг
% мас.
м 3
% об.
кг
% мас.
м 3
% об.
Аміак (NH 3 )
23367,7
6,85
34877,16
13
2336,77
0,68
26828,58
64.31
Кисень (O 2 )
80002,8
45,48
56340
21
12703.8
32,67
8531,64
20.44
Оксид азоту (ІІ) NO
237271,9
47,67
17706.86
66
23727.19
61,2
6366,9
15.25
Разом
340642,4
100
268285,7
100
38767,78
100
41727,12
100
m O 2 = 80002,8 -
V O2 = 56340 - 17706.86 * 0.9 * 3 = 8531.64 м 3
m x NO = 237271,9 + 40000 = 277271.9 кг
V NO = 8531,64/1,34 = 6366,9 м 3
Стадія окиснення оксиду азоту (П) до оксиду азоту (ІV) у ВИРОБНИЦТВІ азотної кислоти
Для Реакції: 2NO + О 2 ↔ 2ОќО 2 ;? Н = -112 * 10 5 кДж/моль
Скласти матеріальний баланс на N тонн оксиду азоту (ІV) за годину.
Ступінь Досягнення рівновагі становіть 0,97; початкова концентрація [молярна Частка,%]: NO - 9 + 0, l * N; O 2 - 17 + 0,1 * N; решта - азот, температура газу на віході з реактора (К): Т = 380 + N.
