化學反應(yīng)工程習題課

化學反應(yīng)工程習題課杜平高第一章緒論1第二章均相反應(yīng)動力學2

1-1在銀催化劑上進行甲醇的氧化反應(yīng)：進入反應(yīng)器的原料氣中，甲醇：空氣：水蒸氣=2：4：1.3（摩爾比），反應(yīng)后甲醇的轉(zhuǎn)化率達72%，甲醛的收率為69.2%。試計算（1）

反應(yīng)的選擇性；（2）

反應(yīng)器出口氣體的組成。第一章1-1.解：（1）反應(yīng)的選擇性為：

（2）進入反應(yīng)器的原料氣中，甲醇：空氣：水蒸氣=2：4：1.3（摩爾比），當進入反應(yīng)器的總原料量為100mol時，則反應(yīng)器的進料組成為：設(shè)甲醇的轉(zhuǎn)化率為XA，甲醛的收率為YP，反應(yīng)器出口CH3OH、CH3CHO和CO2的摩爾數(shù)nA、nP和nC分別為：結(jié)合上述反應(yīng)的化學計量式，H2O（nW）、O2（nO）和N2（nN）的摩爾數(shù)分別為：所以，反應(yīng)器出口氣體組成為：1-3.在銀催化劑上進行乙烯氧化反應(yīng)以生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，進入催化反應(yīng)器的氣體組成（摩爾分數(shù)）為：反應(yīng)器出口氣體中含（摩爾分數(shù)）為：試計算乙烯的轉(zhuǎn)化率、環(huán)氧乙烷收率的反應(yīng)選擇性。1-3解：以100mol進料為基準，并設(shè)x和y分別表示環(huán)氧乙烷和二氧化碳的生成量，根據(jù)題目給的進料組成和化學計量關(guān)系列式：（1）（2）可列出下表：

由于反應(yīng)器出口氣體中乙烯和氧的摩爾分數(shù)已知，所以可列出下面兩個方程：

及解得：x=1.504moly=0.989mol乙烯的轉(zhuǎn)化量為：1.504+0.989/2=1.999mol所以，乙烯的轉(zhuǎn)化率為：1.999/15=13.33%環(huán)氧乙烷的收率為：1.504/15=10.03%反應(yīng)的選擇性為：S=0.1003/.1333=75.24%1-筐5：恰丁二駛烯是砌制造猴合成雜橡膠篇的重本要原棒料。錯制取傲丁二黨烯的尺工業(yè)醋方法順之一湊是將關(guān)正丁蒼烯和側(cè)空氣舊及水路蒸氣威的混婆合氣腦體在脊磷鉬嘴鉍催不化劑針上進濱行氧儲化脫毅氫，溪其主知要反霉應(yīng)為稠：此外高還有傅很多燃副反爭應(yīng)，礙如生抽成酮計，醛昏及有駐機酸廉的反濁應(yīng)。蒼反應(yīng)寇溫度35掏0℃，在尾壓強旅為0.和20直26議MP擾a下進描行。段根據(jù)介分析沈，得闊到反強應(yīng)前盡后的元物料妙組成霞（摩糧爾分仇數(shù)）視如下忙。根據(jù)急表中往的數(shù)勒據(jù)計孔算正淺丁烯巧的轉(zhuǎn)壟化率拒、丁肌二烯藍的收煙率以輕及反陸映的塑選擇慕性。1-約5解：由丁患二烯陡氧化處反應(yīng)能可知任，反構(gòu)應(yīng)過菜程中壩，反勒應(yīng)混叼合物腦的總映物質(zhì)他的量餡發(fā)生限變化稱。如諸果進擋料為10東0m松ol，則雨由氮戴平衡璃可算葬出反晶應(yīng)后乓混合碼氣的銀量為韻：其中付，正有丁烯蘆的量=1說03住.4范×0仇.0功17腳=1嫁.7行58街mo國l丁二珠烯的秧量=1準03話.4法×0套.0爪44楚5=保4.舌60上mo臂l若以伶反應(yīng)欲器進道料為晌基準逐，則才正丁隸烯的訪轉(zhuǎn)化駕率丁二奮烯的鎖收率丁二紛烯的燙選擇榴性1-剖6.甲醛肢和乙匠炔在汁催化瞞劑的腥作用始下生模成丁廢炔二田醇。樹在滴晃流床乓反應(yīng)模器中拍進行襲，原蒙料分咱離回藝收循其環(huán)操鬼作。裹某工看廠生藍產(chǎn)中堡測的伴數(shù)據(jù)歪如下魯：反頭應(yīng)器場的甲匆醇含因量為10推%（質(zhì)掩量分榜數(shù)）釘，出錦反應(yīng)薦器的驕甲醇融含量額為1.口6%，丁鋤炔二廳醇的什初濃紹度為0，出恩口含重量為7.通65冰%。假鋪設(shè)分仇離回畝收中購無損動失，蒙試計湊算此絲式反應(yīng)盾過程戰(zhàn)中的恨轉(zhuǎn)化稈率、具選擇現(xiàn)性、旋單程余收率倚和總己收率扶。1-蒙6解徹：設(shè)原毯料的斥進料縮慧量為10徑0K疲g/畏h，則迫有質(zhì)投量守瓣恒，今出反若應(yīng)器拴的量露也為10鈔0K眾g/躁h，則作出反黑應(yīng)器脆的HC著HO為1.處6K夫g/徑h，C4H6O2為7.衰65曉Kg序/h：轉(zhuǎn)化改率單程授收率總收屆率選擇怠性第二酷章2-銹3解：反應(yīng)法物A的消編耗速株率應(yīng)拋為兩肝反應(yīng)肌速率傲之和欠，即由得對上來式積哀分：2-勺4解：（1）由爆題意蒸可將票反應(yīng)零速率儉表示較為:對于弟恒容至過程兼，則奮有當時（2）對明于恒話壓過狀程，侄是個壘變?nèi)輮W反應(yīng)別過程活，由?。?.乓49）式誘可求尤得總每摩爾透數(shù)的冊變化反應(yīng)賽物A的原任始分狡率：由（2.肥52）式分可求胖得轉(zhuǎn)老化率幸為80最%時的貝濃度堡：2-際8解：在初腰始濃贈度相循同的噸條件桂下，高有：又則代入抗數(shù)據(jù)交，得2-哥13解：對二眾級反固應(yīng)有對上悶式積至分∴a）.時，當時，當當時，時，b）.時，當當當時，時，時，討論坡：在哨初始志物料事相同括的條憐件下陷，要初求的絞轉(zhuǎn)化屈率越彩高則貢所需蠟要的青反應(yīng)畫時間帽越長廊，而倡且在子高轉(zhuǎn)深化率疑時增喜大一窄