反應工程計算題2010年

1、化學工程基礎（武漢大學第二版）1、在間歇反應器中進行等溫一級反應A→RS已知反應進行30S時反應物A的轉化率為90%，求轉化率達到99%時還需要多少時間？計算結果說明了什么？2、在間歇反應器中進行等溫液相反應AB→R已知（rA）=kCACBmolL1min1k=0.3Lmol1min1CA0=CB0=0.2molL1試計算反應物A的轉化率分別達到90%和99%時所需要的時間，并做比較。3、在間歇反應器中用乙酸和丁醇生產(chǎn)乙酸丁酯，其反應式

2、為：3493492CHCOOHCHOHCHCOOCHHOABCD?反應在100℃等溫進行，進料物質的量比為A:B=1:4.97，并以少量硫酸為催化劑。由于丁醇過量，其動力學方程為（rA）=kC2A，式中k為1.74102m3kmol1min1。已知反應物密度ρ為750kgm3（反應前后基本不變），若每天生產(chǎn)乙酸丁酯2450kg（不考慮分離過程損失），每批物料的非生產(chǎn)時間取0.5h，求乙酸轉化率為55%時所需間歇反應器的體積（裝料系數(shù)φ=

3、0.75）。??3433492A0CHCOOHCHOHCHCOOCHHOF0.0326min.kmol????解：2450由化學反應方程可知：=2460116105533A0011.753601744.97750F0.03260.0186min1.753AOAOCkmolmvmC???????????????222020()10.5540.07min11.74101.75310.55AAAAAArAkCkCxxtkCx?????????

4、?????????3030.018640.07301.301.301.730.75RRRTVvttmVVm???????????答：略。4、在間歇反應器中進行二級液相反應AB→RS兩種反應物的起始濃度均為1kmolm3反應10min后的轉化率為80%。如果將該反應改在全混流反應器中進行，求達到相同轉化率所需要的反應時間。????AA0Ax解：間歇反應器：t=kC1x??A0A0A00A00850011F7.1424620.80.04C=

5、=0.02L()2F7.14357L5.95minC0.025.950.876.5(1)0.31110.8CSTRARAkmolhkmolvhLvxVLkx??????????????解：（）環(huán)氧乙烷等體積體積流量：12121211201111102122(2)40(1)(1)5.954067.6%(1)0.311(1)4089.5%(1)CSTRCSTRCSTRCSTRCSTRAAARRRAAAARAAAAARAAxxxVVVkxkx

6、vxxVxkxxvxxVxkx?????????????????????串聯(lián)：有：或：（）又00AA32=40=80.7%(1)CSTRRAvvxVxkx???1（）并聯(lián)：兩個反應器的體積流量各為0ARPA15.951(4)PFR=80%V=lnln30.810.31110.8vxLkx????反應器：答：略。7、若將3題的酯化反應改在活塞流反應器中進行，請利用3題的已知條件和計算結果計算：（1）轉化率達55%所需要的反應器有效體積；（

7、2）反應進行80min時的殘余乙酸濃度。3RP03020V=vt=0.018640.07=0.75m1.753(2)0.510111.7410801.753AAACCkmolmkC?????????????解：(1)達到相同轉化率所需的反應時間相同：答：略。8、在活塞流反應器中進行乙醛分解反應：CH3CHO→CH4CO在791K，1.013105Pa，進料為純乙醛的條件下，該反應的速率方程為（rA）=kC2Ak=0.33m3kmol1。