第三章理想流動(dòng)反應(yīng)器習(xí)題精講

1、習(xí)題習(xí)題-1請(qǐng)考慮化學(xué)反應(yīng)：請(qǐng)考慮化學(xué)反應(yīng)：CBAD催化劑該反應(yīng)在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)溫度為該反應(yīng)在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)溫度為2020，液料的體積流量為液料的體積流量為0.5m0.5m3 3/h, C/h, CA0A0=96.5mol/m=96.5mol/m3 3, , C CB0B0=184mol/m3,=184mol/m3,催化劑的濃度催化劑的濃度C CD D=6.63mol/m=6.63mol/m3 3。實(shí)。實(shí)驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)的速度方程為：驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)的速度方程為： r rA A=kC=kCA AC CD D式中式中k=1.15k=1.15* *1010-3-3m m3 3/(mol

2、.ks)/(mol.ks)。若要求。若要求A A的轉(zhuǎn)化率的轉(zhuǎn)化率為為40%40%，試求反應(yīng)器的體積。，試求反應(yīng)器的體積。解：設(shè)解：設(shè)A A的轉(zhuǎn)化率為的轉(zhuǎn)化率為x x，則有：，則有：DAACxkCr)1 (0 對(duì)于全混流反應(yīng)器，應(yīng)有：對(duì)于全混流反應(yīng)器，應(yīng)有：DDAAAACxkxCxkCxCrxxC)1 ()1 ()(0000hks28.244 .87)63. 6)(4 . 01)(1015. 1 (40. 033014.1228.245 . 0mVVR某二級(jí)液相反應(yīng)某二級(jí)液相反應(yīng)A+BCA+BC，已知，已知C CAoAo=C=CBOBO ，在間歇反，在間歇反應(yīng)器中達(dá)到應(yīng)器中達(dá)到x=0.99x=0

3、.99，需反應(yīng)的時(shí)間為，需反應(yīng)的時(shí)間為10min,10min,問在問在同一溫度下，達(dá)到相同轉(zhuǎn)化率時(shí)：同一溫度下，達(dá)到相同轉(zhuǎn)化率時(shí)：(1) (1) 在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行時(shí)，在全混流反應(yīng)器中進(jìn)行時(shí)， 應(yīng)為多少？應(yīng)為多少？(2) (2) 在兩個(gè)串聯(lián)全混流反應(yīng)器在兩個(gè)串聯(lián)全混流反應(yīng)器( (反應(yīng)體積相等反應(yīng)體積相等) )中中進(jìn)行時(shí)，進(jìn)行時(shí)， 又是多少又是多少？習(xí)題-029 . 99 . 9)99. 01 (1099. 0)1 (0000AAAAkCCCxCxk（）在單個(gè)（）在單個(gè)CSTRCSTR中：中：20)1 (xkCxA解：解：在間歇反應(yīng)器中，對(duì)二級(jí)反應(yīng)在間歇反應(yīng)器中，對(duì)二級(jí)反應(yīng)020209900)

4、99. 01 (99. 0)1 (AAACCxCxkmin10000VVR 則則(1)(2)(2)兩個(gè)CSTR串聯(lián)2212022)1 (AAoAARxkCxxVV12120100)1 (RAAAAVxkCxCV211011)1 (AAoARxkCxVV222201200)1 ()(RAAAAAVxkCxxCVCSTR-1:CSTR-2:9507. 0,212121ARRRxVVV即220021)1 (AARAAxkCVVxx(3)(4)min2 .796 .39220VVR6 .390VVR代入代入(3)例題對(duì)平行對(duì)平行-串聯(lián)反應(yīng)串聯(lián)反應(yīng)BRRTBARTCCekrSBRCCekrRBA)/(1

5、673682022)/(125526101選取最佳的操作方式。選取最佳的操作方式。解：對(duì)于解：對(duì)于A, SRAnn1221應(yīng)選用高應(yīng)選用高CA0, PFR反應(yīng)器。反應(yīng)器。對(duì)于B, BSRmm 2121ABC CB B與生成與生成R R無關(guān)，盡管無關(guān)，盡管B B可以任意方式加入可以任意方式加入, ,為維為維持高持高C CA A, ,考慮考慮B B分段加入為佳分段加入為佳對(duì)于溫度，對(duì)于溫度，E1E2, 應(yīng)選用低溫應(yīng)選用低溫課本P49習(xí)題11講解(新二版題）10.210975.5797310.392075.22574710.547974.90527510.680524.64439110.902284

6、.2046931-m-n=-2,m+n=3時(shí)間/min02468101214 PA,*10-5,Pa10.80.6250.510.420.360.320.280.2CA,kmol/m30.04400.03520.02750.02240.01850.01580.01400.01230.0088dCA/dt0.00440.0038550.0025330.0019830.0013220.0008810.000881課本課本2-14題解答題解答:pAAAACCmkmolCdtdCr0102. 0102. 0min)/(001. 01275. 0)(3課本2-13題解答(新書第二版)時(shí)間116.8319

7、.8490.2913.81188-0.55591-0.6311-0.7151-0.9177-1.0479CA,mol/L9990.68370.665.342.4ln(CA-42.4)/CA-0.55591-0.6311-0.7151-0.9177-1.0479). 3/(1018. 1)()./(1018. 1535smmolCCrsmolmkBAA課本第二版1-17(27.5min)例題在鉻鋁催化劑上進(jìn)行丁烷脫氫反應(yīng)，其反應(yīng)速率方程為AwACkr)( mol/(g.s) 在 0.1013Mpa 及 773K 時(shí)，kw=0.92cm3/g.s。若在該溫度下采用厚度為 8mm 的薄片催化劑進(jìn)行反應(yīng)，催化劑的平均孔半徑為 4810-10m，孔容為 0.35cm3/g，曲折因子等于 2.5。試計(jì)算內(nèi)擴(kuò)散有效因子。 120.03864.731)864.73tan(1864.7131)3tanh(113864.766.1910238.092.04.0)(4.02210238.0107.15.235.02/107.15877310482485048501,1042.101048210292.0)./()(21033.101100133.