反應(yīng)工程試題答案

一、選擇反應(yīng)器中等溫進(jìn)行著A一P(l)和A一R(2)兩個(gè)反應(yīng)，當(dāng)降低A的濃度后，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)生成P的量顯著降低，而R的生成量略降低，表明(A.反應(yīng)(1)對(duì)A的反應(yīng)級(jí)數(shù)大于反應(yīng))四只相同體積的全混釜串聯(lián)操作，其無(wú)因次停留時(shí)間分布的方差值&6為(兩個(gè)等體積的全混流反應(yīng)器進(jìn)行串聯(lián)操作，反應(yīng)為一級(jí)不可逆，則第一釜的反應(yīng)速率-rA1與第二釜的反應(yīng)速率-rA2之間的關(guān)系為(A.-rA1>-rA2)。兩釜反應(yīng)溫度相同。固體催化劑之所以能起催化作用，是由于催化劑的活性中心與反應(yīng)組分的氣體分子主要發(fā)生(B?化學(xué)反應(yīng))。5?包括粒內(nèi)微孔體積在內(nèi)的全顆粒密度稱(chēng)之為(B.顆粒密度)在氣固催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究中，內(nèi)循環(huán)式無(wú)梯度反應(yīng)器是一種(C.全混流反應(yīng)器)。某液相反應(yīng)，其反應(yīng)式可寫(xiě)成A+CR+C這種反應(yīng)稱(chēng)為(B.自催化反應(yīng))高徑比不大的氣液連續(xù)鼓泡攪拌釜，對(duì)于其中的氣相和液相的流動(dòng)常可近似看成(B.氣、液均為全混流)二、填空題一不可逆反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)溫度從25°C升高到35°C時(shí)，反應(yīng)速率增加一倍，則該反應(yīng)的活化能為52894J/mol 。E8.314=(E8.314=(2981308)=ln2解：E=52894J/mol從反應(yīng)器停留時(shí)間分布測(cè)定中，求得無(wú)因次方差bQ=0.98,反應(yīng)器可視為全混流反應(yīng)器,又若求得無(wú)因次方差bI=0,02,則反應(yīng)器可視為活塞流反應(yīng)器。有兩個(gè)有效容積不等的全混流反應(yīng)器串聯(lián)操作，反應(yīng)為二級(jí)不可逆反應(yīng)A-P,若大釜在先，小釜在后，出口轉(zhuǎn)化率為xA1，小釜在先、大釜在后，則出口轉(zhuǎn)化率為xA2，兩種情況下，進(jìn)料流速、進(jìn)料濃度和反應(yīng)溫度均相同，比較xA1和xA2的相對(duì)大小為xA1<xA2o三、問(wèn)答題2A+B\>Pr=kC2Co.51 P1AB1?液相復(fù)合反應(yīng)A+2B~^>Q,若廿k2CACB為使目的產(chǎn)物P的選擇性高，應(yīng)選擇：若采用間歇反應(yīng)釜，其加料方式為？若采用管式反應(yīng)器，其進(jìn)料方式為？若E1>E2,則反應(yīng)溫度應(yīng)盡可能采用高溫或低溫？'答；為使目的產(chǎn)物P的選擇性高，應(yīng)選擇：若采用間歇反應(yīng)釜，其加料方式為A一次性加入，B連續(xù)滴加若采用管式反應(yīng)器，其進(jìn)料方式為A從反應(yīng)器進(jìn)口處加入，B沿管長(zhǎng)多處加入：若E/E2，則反應(yīng)溫度應(yīng)采用 高溫 U o四、計(jì)算題：

在反應(yīng)體積為1m3的釜式反應(yīng)器中，環(huán)氧丙烷的甲醇溶液與水反應(yīng)生產(chǎn)丙二醇-1,2：HCOCHCH+HOtHCOHCHOHCH23223

該反應(yīng)對(duì)環(huán)氧丙烷為一級(jí)，對(duì)水為零級(jí)，反應(yīng)溫度下反應(yīng)速率常數(shù)等于0.98h-1，

原料液中環(huán)氧丙烷的濃度為2.1kmol/m3，環(huán)氧丙烷的最終轉(zhuǎn)化率為90%。若采用間歇操作，輔助時(shí)間為0.65h，則丙二醇-1,2的日產(chǎn)量是多少？有人建議改在定態(tài)下連續(xù)操作，其余條件不變，則丙二醇-1，2的日產(chǎn)量又是多少？為什么這兩種操作方式的產(chǎn)量會(huì)有不同？V—1m3,r二kC,k二0.98ft-E(t)= -1/200(t-20) F(t)=-t2/400+0.1t,C二2?1kmol/l,X—0.9解：r AA AE(t)= -1/200(t-20) F(t)=-t2/400+0.1t一級(jí)不可逆反應(yīng)：11t=-1ln(1-?！?=一一ln(1-0.9)=2.35hkAf0.98Vr=Q0(t+10)—Q0(2.35+0.65)—1Q0—1/3mV= 2m34)多級(jí)串聯(lián)模型參數(shù)N=2/hV= 2m34)多級(jí)串聯(lián)模型參數(shù)N=2CX丙二醇的濃度=A0A—2.1x0.9—1?89kmol/mCX丙二醇的濃度=A0A(2)采用定態(tài)下連續(xù)操作QX Qx0.9丙二醇的產(chǎn)量=Q0CA0xAf=1.89x1/3—0.63kmol/h—15?15kmol/日(2)采用定態(tài)下連續(xù)操作QX Qx0.9V— 0A— 0 —1rk(1-X)0.98(1-0.9)Af所以Q0=0.109m3/h丙二醇的產(chǎn)量=0.109x1.89—0.2058kmol/h—4.939kmol/日3)因連續(xù)釜在低的反應(yīng)物濃度下操作，反應(yīng)速率慢，故產(chǎn)量低。對(duì)一閉式反應(yīng)器進(jìn)行停留時(shí)間分布實(shí)驗(yàn)測(cè)定，在Q=300L/min下，得到E(t)?t關(guān)系如下圖所