反應(yīng)工程課后答案解析

第二章均相反響動(dòng)力學(xué)

1、有一反響在間歇反響器中進(jìn)展，經(jīng)過(guò)8min后，反響物轉(zhuǎn)化掉80%,經(jīng)過(guò)18min后，

轉(zhuǎn)化掉90%,求表達(dá)此反響的動(dòng)力學(xué)方程式。

3、在間歇反響器中有一級(jí)液相可逆反響AOP,初始反響時(shí)Cw=0.5mol/L,Cpo=O反

響8min后，A的轉(zhuǎn)化率為1/3,而平衡轉(zhuǎn)化率是2/3,求此反響的動(dòng)力學(xué)方程式。

解：kICA-k2cp

at

根據(jù)一級(jí)可逆反響積分式

1z/nW

5、恒溫恒容的氣相反響A-3P,其動(dòng)力學(xué)方程為(-%)=-卜7；=%;，在反響過(guò)程

中系統(tǒng)總壓P，及組分A的分壓均為變量，試推導(dǎo)色■=的表達(dá)式。解:

dt

P,=PA+3(PAO-PA)

艮I〕p,=-2pA-pM

dPt_2也

dtdt

Idp,\_1dpA1曲_/%

RTdt~2RTdt2RTdt~V

得萼=2柩

dt

8、純氣相組分A在一等溫等容間歇反響器中按計(jì)量式Ao2.5P進(jìn)展反響，實(shí)驗(yàn)測(cè)得如下

數(shù)據(jù)，

時(shí)間/min02468101214?

分壓p/MPa0.10.080.06250.0510.0420.0360.0320.0280.020

用積分法求此反響的動(dòng)力學(xué)方程式。

解：由于當(dāng)8時(shí)，PA=0-02常數(shù)，因此假設(shè)為一級(jí)可逆反響。

第三章均相反響過(guò)程

1、液相一級(jí)等溫反響在間歇釜中到達(dá)70%轉(zhuǎn)化率需要12min,假設(shè)此反響移到同溫度下

平推流反響器和全混流反響器中進(jìn)展時(shí)，所需要的空時(shí)和空速各為多少？解：

1

kt=]n

17A

：.k=-In——=—In1-=0.1min

t\-xA120.7

在PRR中所需的空時(shí)=娠=12min

空速R=』=J-=0.083minT

vr12

在CSTR中％

(一心)/kcAk(l-xA)

O'=四=23.3m》

0.lx(1-0.7)3

I3

:.S.=—=—=0.0429min1

%70

3、液相反響在一間歇反響器中進(jìn)展，反響速率如下表所示:

CA/RIOI/L0.10.20.30.40.50.60.70.81.01.32.0

(-rA)/mol/(L.mi0.10.30.50.60.50.250.100.060.050.040.04

n)52

(1)假設(shè)G0=L3mol/L,,那么反響時(shí)間為多少？

(2)假設(shè)反響移至平推流反響器中進(jìn)展，CA0=.5mol/L,FwFlOOOmol/h,求

XMFO.30時(shí)所需反響器的大小。

(3)當(dāng)CM=1.2mol/LFAo=1000mol/h,x“=0.75時(shí)，求所需全混流釜式反響器大

小。解：由CA~(一%)表作出一-----CA曲線

F)

cA0=i.3mol/L,cAf=0.3mol/LtBR=?

用梯形法

=0.1x(0歹x-+0.6-1+0.5-1+0.25-1+0.「+0。6Tx')

22

+-x0.2x(0.06-1+0.05-1)+-x0.3x(0.05-1+0.045-1)

22

=12.7min

0.10.20.30.4050.60.70.81.01.32.0

C,

0.10.30.50.60.50.250.10.060.050.0450.042

E)

3.3321.672416.672022.2223.8

11010

E)

cAJ-=c^0(1-)=1.5x(1-0.3)=1.05mol/L

V15

P『。血_r-dcA

FA。J—“巴―0)

用內(nèi)插法：

c,=1.05,—^―=20+些-(22.22-20)=20+0.167x2.22=20.37

0.3

1o2

(2)c.=1.5,-----=22.22+--(23.8-22.22)=22.67

(-G)0.7

梯形法：

VII

-^=-x(1.3-1.05)(20.37+22.22)+--0.2x(22.22+22,67)=9.81min-L/mol

&22

V=9.81x塌=9.81x1=109/

'aI2

(3)c/v=cM(l-xA)=1.2(1-0.75)=0.3mol/1

5、丙烷裂解為乙烯的反響可表示為

GHs-CzHi+CH^(忽略副反響)

在772℃等溫反響時(shí)，動(dòng)力學(xué)方程為-以=%PA,其中k=0.4h工假設(shè)系統(tǒng)保持恒壓p=0.IMPa,

dt

vo=O.8m7h(772℃,0.IMPa),求當(dāng)XF0.5時(shí),所需平推流反響器的體積大小。解：恒壓變

容反響

8、一級(jí)反響A-P,在一體積為VP的平推流反響器中進(jìn)展，進(jìn)料溫度為150℃,活化能為

84kJ-mol-l,如改用全混流反響器，其所需體積設(shè)為Vm,那么Vm/Vp應(yīng)有何關(guān)系？當(dāng)轉(zhuǎn)化率

為0.6時(shí),如果使Vm=Vp,反響溫度應(yīng)如何變化?如反響級(jí)數(shù)分別為n=2,1/2,-1時(shí)，全混

流反響器的體積將怎樣改變？

解：

PPT課件答案

1、在間歇反響器中進(jìn)展液相反響A+BTP,CAO=O.307mol/L,測(cè)得二級(jí)反響速率常數(shù)

k=61.5x10V(mol-h),計(jì)算當(dāng)CBO/CAO=1和5時(shí),轉(zhuǎn)化率分別為0.5,0.9,0.99所需要

的反響時(shí)間，并對(duì)計(jì)算結(jié)果加以討論。

2、：苯醒與環(huán)戊二烯在25℃下進(jìn)展液相二烯合成反響A+B-C

33

{-Yi}=kCACB；k=9.92x10^[mVkmol-s]；C,w=0.1[kmol/m]；CBO=0.08[kmol/m]；x*=0.95；

t=l[h];每天處理300kg環(huán)戊二烯。求：反響器有效容積?

2

t=CAO『7~:(~r>.)-kCACB-kCAOCHO(\-xA)

J。(-RA)

------------=--------------------------=6.65[h]

-3

kCHO^-xA)9.92x10x0.081-0.953600

V=y。(f+/)=4.261(6.65+1)=32.6[〃/]

3、在等溫間歇反響器中進(jìn)展乙酸乙酯皂化反響：CH3C00C2II5+Na0H-CH3C00Na+C21150H該反

響對(duì)乙酸乙酯