反应工程课后案.doc

第二章 均相反应动力学 1、有一反应在间歇反应器中进行，经过8min后，反应物转化掉80％，经过18min后，转化掉90％，求表达此反应的动力学方程式。 在间歇反应器中有一级液相可逆反应，初始反应时CA0=0.5mol/L，CP0=0反应8min后，A的转化率为1/3，而平衡转化率是2/3，求此反应的动力学方程式。 解： 根据一级可逆反应积分式 5、恒温恒容的气相反应A →3P，其动力学方程为，在反应过程中系统总压pt及组分A的分压均为变量，试推导的表达式。解： 8、纯气相组分A在一等温等容间歇反应器中按计量式进行反应，实验测得如下数据， 时间/min 0 2 4 6 8 10 12 14 ∝ 分压pA/MPa 0.1 0.08 0.0625 0.051 0.042 0.036 0.032 0.028 0.020 用积分法求此反应的动力学方程式。 解：由于当时，常数，因此假设为一级可逆反应。 第三章 均相反应过程 1、液相一级等温反应在间歇釜中达到70%转化率需要12min，若此反应移到同温度下平推流反应器和全混流反应器中进行时，所需要的空时和空速各为多少？ 解： 3、液相反应在一间歇反应器中进行，反应速率如下表所示： CA/mol/L 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.3 2.0 (-rA)/mol/(L.min) 0.1 0.3 0.5 0.6 0.5 0.25 0.10 0.06 0.05 0.045 0.042 若CA0=1.3mol/L，，则反应时间为多少？ 若反应移至平推流反应器中进行，C=.5mol/L，FA0=1000mol/h，求xA0=0.30时所需反应器的大小。 当CA0=1.2mol/l，FA0=1000mol/h ，xA=0.75时，求所需全混流釜式反应器大小。解：由表作出曲线 （1） 0.1 0.2 0.3 0.4 05 0.6 0.7 0.8 1.0 1.3 2.0 0.1 0.3 0.5 0.6 0.5 0.25 0.1 0.06 0.05 0.045 0.042 10 3.33 2 1.67 2 4 10 16.67 20 22.22 23.8 （2） 5、丙烷裂解为乙烯的反应可表示为 C3H8→C2H4+CH4（忽略副反应） 在772℃等温反应时，动力学方程为-，其中k=0.4h-1。若系统保持恒压p=0.1MPa,ν0=0.8m3/h(772℃，0.1MPa)，求当xA=0.5时，所需平推流反应器的体积大小。解：恒压变容反应 8、一级反应A→P，在一体积为VP的平推流反应器中进行，已知进料温度为150℃，活化能为84kJ·mol-1，如改用全混流反应器，其所需体积设为Vm，则Vm/Vp应有何关系?当转化率为0.6时，如果使Vm=Vp，反应温度应如何变化?如反应级数分别为n=2，1/2，?1时，全混流反应器的体积将怎样改变？ 解： PPT课件答案 在间歇反应器中进行液相反应A+B→P，CA0=0.307mol/L，测得二级反应速率常数k=61.5×10-2L/（mol·h）,计算当CB0/CAO=1和5时，转化率分别为0.5,0.9,0.99所需要的反应时间，并对计算结果加以讨论。 2、 已知：苯醌与环戊二烯在25℃下进行液相二烯合成反应 A+B→C (-rA)=；k=9.92×10-3[m3/kmol·s]；CAO=0.1[kmol/m3]；CBO=0.08[kmol/m3]；xA=0.95；t/=1[h]；每天处理300kg环戊二烯。求：反应器有效容积？ ； (-rA)== [h] V= 3、在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应：??CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH??该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为?0.02mol/l，反应速率常数等于5.6l/mol.min。要求最终转化率达到95%。?试问：??（1）当反应器的反应体积为1m3时，需要多长的反应时间？??（2）若反应器的反应体积为2m3时，所需的反应时间又是多少？?? 解：（1）t=CA0∫0XAfdXA/(-RA)=CA0∫0XAfdXA/[k2A0C2A0?(1-XA)2]? =1/(kCA0)?×XA/(1-XA)?=1/(5.6×0.02)×0.95/(1-0.95)? =169.6min（2.83h） （2）因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关，所以反应时间仍为2.83h。 4、平推流反应器中进行二级反应，当进料初浓度从30％降到4％，若要求反应结果的残余浓度维持在0.1%，问进料流率应作如何调整？ 5、