反應工程計算題

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AR+S,已知反應進行30S時反應物A的轉(zhuǎn)化率為90%，求轉(zhuǎn)化率達到99%時還需要多少時間？計算結(jié)果說明了什么？2、在間歇反應器中進行等溫液相反應A+BR已知（-rA）=kCACBmolL-1min-1,k=0.3Lmol-1min-1, CA0=CB0=0.2molL-1,試計算反應物A的轉(zhuǎn)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，其反應式為：反應在100等溫進行，進料物質(zhì)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

2、中k為1.74×10-2m3kmol-1min-1。已知反應物密度為750kg/m3（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(zhuǎn)化率為55%時所需間歇反應器的體積（裝料系數(shù)=0.75）。4、在間歇反應器中進行二級液相反應A+BR+S,兩種反應物的起始濃度均為1kmol/m3,反應10min后的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化率所需要的反應時間。5、間歇反應器中進行液相反應A+BR+S,反應溫度為75，實驗測得的反應速率方程式為（-rA）=kCACB,k=3×10-3m3

3、kmol-1S-1。當反應物A和B的初始濃度均為5kmol/m3,A的轉(zhuǎn)化率達80%時，該反應器每分鐘能處理0.684kmol(A)。今若將反應移到一個內(nèi)徑為300mm的管式反應器中進行，其他條件不變，試計算管式反應器的長度。6、環(huán)氧乙烷和水催化生成乙二醇，其反應如下：該反應以硫酸作催化劑，其反應動力學方程為（-rA）=kCA(A為關鍵組分環(huán)氧乙烷)，k=0.311min-1,環(huán)氧乙烷和硫酸分別以0.04kmol/L和0.90%（質(zhì)量分數(shù)）的水溶液等體積加入全混流反應器中。若轉(zhuǎn)化率達80%，每天生產(chǎn)乙二醇8500kg，試計算：（1）全混流反應器有效體積；（2）若用二個有效容積均為40L的全混反

4、應器串聯(lián)，其最終轉(zhuǎn)化率為多少？（3）若用二個有效容積均為40L的全混反應器并聯(lián)，其最終轉(zhuǎn)化率為多少？（4）若將反應改在活塞流反應器中進行，其余條件不變，則反應器的有效容積為多少？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(jié)果計算：（1）轉(zhuǎn)化率達55%所需要的反應器有效體積；（2）反應進行80min時的殘余乙酸濃度。8、在活塞流反應器中進行乙醛分解反應： CH3CHOCH4+CO在791K，1.013×105Pa，進料為純乙醛的條件下，該反應的速率方程為（-rA）=kC2A,k=0.33m3kmol-1。若乙醛質(zhì)量流量為0.02kgs-1,求乙醛轉(zhuǎn)化率為4

5、0%時所需要的反應器有效容積和物料在反應器中的平均停留時間。9、順丁烯二酸酐的稀水溶液，在298K下進行連續(xù)水解，由于酸酐濃度僅為0.15kmol/m3,可作一級反應處理，k=0.0024S-1，物料初始體積流量為1×10-5m3/S,現(xiàn)有兩個3×10-3m3，一個6×10-3m3的全混流反應器和兩個3×10-3m3和一個6×10-3m3的活塞流反應器可供采用，試求：（1）若用一個6×10-3m3的CSTR或兩個3×10-3m3的CSTR串聯(lián)操作，哪一個轉(zhuǎn)化率較大？（2）若用一個6×10-3m3的PFR操作，轉(zhuǎn)化率為多少？（3）若用兩個3×10-3m3的CSTR并聯(lián)操作，每一個反應器取1/2的流量，轉(zhuǎn)化率為多少？（4）若將一個3×10-3m3的PFR放在一個3×10-3m3的CSTR之前或之后，哪一個轉(zhuǎn)化率較高？（5）若用兩個3×10-3m3的PFR串聯(lián)或并聯(lián)操作，哪一個轉(zhuǎn)化率較高？10、一活塞流反應器和一全混流反應器按下圖所示兩種方式連接。今分別在其中進行二級不可逆反應：,已知k=0.0472m3kmol-1S-1,物料