3-1 在反应体积为的间歇操作釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液与水 ....doc

3-1 在反应体积为的间歇操作釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生成丙二醇 该反应对环氧丙烷为一级，反应温度下的速率常数为0.98，原料液中环氧丙烷的浓度为2.1kmol/，环氧丙烷的最终转化率为90%。若辅助时间为0.65h，一天24h连续生产，试求丙二醇的日产量为多少？ 解 ( A ) ( B ) 一级反应 丙二醇日产量= = 丙二醇日产量 3-2一个含有A和B液体 以体积流量2L/min流入容积VR=10L的全混流反应器，物料在最佳的条件下进行反应A→2B+C。已知由反应器流出的物料中含有A、B和C，。试求：在反应器内条件下，A、B和C的反应速率？ 解 空时 3-3 一个液相反应： A+B→R+S 其中，，。 反应是在一个容积为120L的稳态全混流反应器中进行的，两条加料线，一个保持2.8mol/L反应物A的加料浓度，另一个保持1.6mol/L反应物B的加料浓度，两条线分别以等体积速率进入反应器，要求指定组分转化率为75%。求每条线的加料流量？假设反应器内密度为常数。 解 因B的浓度低，所以为指定组分，两条线混合后两组份的浓度各降一半，因此，有： 因此， 出口 初始 1.4 0.8 0 0 反应掉 0.6 0.6 生成 0.6 0.6 总加料速率 每条线加料流量 3-4 某液相二级反应A+B→R+S，其速率常数，在全混流反应器中进行，，要使出口A的转化率达0.875。求 （1）在单个全混釜中进行，进料体积为，求全混釜体积？ （2）当进料体积流量不变，用两个相等体积的釜串联，求全混釜总体积。 解 1. ， 釜体积为 2. 两釜串联 因此，采用两个等体积釜相串联，反应器的总体积减小近3倍。 3-5 在等温全混流釜式反应器中进行下列液相反应： A+R→P（目的） 2A→R 试计算反应2h时A的转化率和产物P的收率？ 解 A+R→P（目的） 2A→R ， 3-6 图解设计一个四釜等体积串联釜式反应器，，A初始浓度为2mol/L，要求转化率为80%，，求每釜的空时和总反应空时。 解 图解法公式 ， 式中左边为反应速率线，右边为釜间的操作线，两个釜有一个交点即为方程的解，其垂直向下做横坐标的垂线垂点的浓度值就是该釜的出口浓度值。 ， ，所以,出口浓度为CAf=0.4mol/L 以浓度CA为横坐标，以反应速率为纵坐标，在坐标上绘通过原点的直线，当第一个釜入口为CA0=2mol/L时，以它为起点，以-1/τi为斜率向左上方作直线与线相交于一点，用该点向下作垂线，求得第一釜的出口浓度，再以该浓度为起点继续做平行第一条线的平行线，以此类推，要做出四条平行线，来调节平行线的斜率使第四釜的出口浓度正好等于CAf=0.4mol/L即为结束，然后在坐标上求得平行线的斜率值就为-1/τi，定出τi值，总空时为4τi。经画图求得斜率近为6，的空时为1/6min，总空时为2/3min。 注意：当相串联的反应釜体积不相等时，通过各釜的空时不等，直线的斜率就不等。 3-7 在等温操作下的间歇釜中进行某一级液相反应，13min后反应物转化了70%，若把此反应移到平推流反应器和全混流反应器中进行，达到相同的转化率所需的时空和空速为多少? 解 间歇釜 ， t=13min， ， 平推流 全混流 3-8 在某一全混流反应器中进行均相液相反应A→R，，转化率，其他值不变， （1）若把反应器的体积增大到原来的6倍，转化率为多少? （2）若反应在一个与其容积相同的平推流反应器中进行，转化率为多少？ 解 A→R ， ， （1） ，此时