廣工15年12月聚合反應(yīng)工程復(fù)習(xí)題

客觀題練習(xí)1選擇1.反應(yīng)器的類型不同，則（）也將有不同。A.反應(yīng)動力學(xué)B.傳遞特性C.反應(yīng)的相態(tài)B.反應(yīng)的可逆性2.全混流反應(yīng)器進行放熱反應(yīng)時，要使反應(yīng)器操作在穩(wěn)定的定常態(tài)，則必須滿足以下條件（）。A.移熱速率>放熱速率B.移熱速率<放熱速率C.移熱速率隨溫度變化率>放熱速率隨溫度變化率D.移熱速率隨溫度變化率<放熱速率隨溫度變化率3.等溫一級不可逆液相反應(yīng)，采用下列三種方案進行。（1）一個間歇反應(yīng)釜，容積V1（僅考慮反應(yīng)時間所需）；（2）一個平推流反應(yīng)器，容積V2；（3）兩個等體積全混流反應(yīng)器串聯(lián)，總?cè)莘e為V3。若上述情況反應(yīng)溫度、物料處理量及轉(zhuǎn)化率均相同，則容積比較為（）A.V1<V2<V3B.V1=V2<V3C.V2<V1<V3D.V2<V1=V34.等溫液相反應(yīng)A+B→Prp=k1CACB，2A→RRb=k2CA2P為目標產(chǎn)物?，F(xiàn)有下列四種方案可供選擇，從提高P的收率著眼適宜選用（）：（1）間歇釜式反應(yīng)器，A和B一次性加入；（2）半間歇釜式反應(yīng)器，A一次性加入，B連續(xù)滴加；（3）半間歇反應(yīng)器，B一次性加入，A連續(xù)滴加；（4）全混流反應(yīng)器。A.(1)B.(2)C.(3)D.(4)5.由示蹤法測得一反應(yīng)器的停留時間分布密度函數(shù)E(t)=0.1e-t/10min-1A.平推流B.全混流C.軸向分散D.多級混合6.兩個等體積，反應(yīng)溫度相同的全混流反應(yīng)器進行串聯(lián)操作，反應(yīng)為一級不可逆，則第一釜的反應(yīng)速率rA1與第二釜速率rA2之間的關(guān)系（）。A.rA1>rA2B.rA1=rA2C.rA1<rA2D.不能確定何者為大7.分批次操作的完全混合反應(yīng)器非生產(chǎn)性時間t0不包括下列哪一項_______。A.加料時間B反應(yīng)時間C.物料冷卻時間D.清洗釜所用的時間8.在間歇反應(yīng)器中進行等溫二級反應(yīng)A→B,-r=0.01C2mol/L,當C=1mol/L時，求反應(yīng)至CA=0.01mol/L所需時間t=_______秒。A.8500B.8900C.9000D.99009.一級連串反應(yīng)A→P→S在間歇式反應(yīng)器中進行，使目的產(chǎn)物P濃度最大時的反應(yīng)時間t=________。A.1K1K2B.ln(K1K2)10.轉(zhuǎn)化率是針對（）而言的，用于度量反應(yīng)過程進行的程度。A.產(chǎn)物B.反應(yīng)物C.惰性組分D.反應(yīng)物或產(chǎn)物填空1.從反應(yīng)器停留時間分布測定中求得無因次方差σ2=0.9，反應(yīng)器可視為________。若求得無因次方差σ2=0.02，則反應(yīng)器可視為活塞流反應(yīng)器。2.有兩個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，進料流速、進料濃度和反應(yīng)溫度均相同，比較XA1和XA2的相對大小為________。3.已知液相復(fù)合反應(yīng)2A+Bk1Prp=k1CA2CBA+2Bk2Qrp=k2CACB2為使目的產(chǎn)物P的選擇性高，若采用管式反應(yīng)器，則其進料方式為A從反應(yīng)器進口處加入，B沿管長多處加入；若采用間歇反應(yīng)釜，其加料方式為___________________________；若E1>E2，則反應(yīng)溫度應(yīng)采用高溫。4.聚合產(chǎn)物的質(zhì)量與其_______________________密切相關(guān)，是聚合反應(yīng)工程的主要內(nèi)容之一。它們與聚合方法，反應(yīng)器形式及操作方式（間歇、連續(xù)）等有密切聯(lián)系。5.某低溫丁苯橡膠生產(chǎn)所采用的連續(xù)乳液聚合反應(yīng)器中，流體的流動形態(tài)可用多級理想混合模型處理。經(jīng)實驗測得該反應(yīng)器在某操作條件下對應(yīng)的無因次方差等于0.25，那么，該模型的模型參數(shù)N=_______；也就是說，實際反應(yīng)器中的返輥程度等效于4.0級串聯(lián)的理想混合反應(yīng)器的返輥程度。6.下圖我放熱速率(Qg)圖和移熱速率(QT)圖。點1.2.3.7.8.9是真穩(wěn)定操作點；線D對應(yīng)的進料溫度一般稱為著火溫度；點______是著火點或起燃點；點6是熄火點。(圖可以參考書圖2-30)7.攪拌雷諾數(shù)表征釜內(nèi)流體的黏性力，可用于判斷流態(tài)；功率準數(shù)是表示攪拌所需要功率大小的一個準數(shù)；_____________是一個表征循環(huán)特性的無因次準數(shù)；混合時間數(shù)則是一個代表釜內(nèi)的混合特性的無因次數(shù)。8.聚合反應(yīng)釜常用的傳熱方式包括__________________________________________________（至少舉四種）9.設(shè)計反應(yīng)器的主要任務(wù)在于根據(jù)給定的生產(chǎn)任務(wù)，在一定的條件下，計算反應(yīng)器所需的體積。并以此作為確定反應(yīng)器其他尺寸的主要依據(jù)。因此，盡管實際涉及的化學(xué)反應(yīng)多種多樣，所處理物理性質(zhì)千差萬別，但每一種反應(yīng)器都必須滿足三個基本要求，它們是：____________________________________________________________________________________________________________________________________________。10.非理想流動不一定是由返混造成的，但返混造成了______________________。判斷1.對于一定的流動狀態(tài)，就有確定的停留時間分布及相應(yīng)的平均停留時間和方差；反過來，同一種停留時間分布對應(yīng)一種流動狀態(tài)。（）2.如果非理想流動反應(yīng)器（體積為VR）的返輥特征數(shù)為σ2，就可以將其等價為N=1/σ2個體積均為VR/N的全混流反應(yīng)器串聯(lián)而成。其中，N作為一個虛擬數(shù)，不一定是整數(shù)。（）3.任何反應(yīng)器的設(shè)計計算，都需要列出物料衡算式和動力學(xué)方程式；對于放熱量很可觀的聚合反應(yīng)器的設(shè)計，還須列出熱量衡算式。（）4.懸浮液的流動特性從牛頓型向非牛頓型轉(zhuǎn)化的起始點不僅與固相濃度有關(guān)，還與剪切速率有關(guān)。（）。5.非均相液體混合的主要控制因素是：液滴的大小（分散度）和容積循環(huán)速率。（）6.螺旋槳導(dǎo)流筒和透平槳導(dǎo)流筒在反應(yīng)釜中的正確安裝方法分別是安裝在槳葉正上方和套住攪拌槳外面。（）7.當串聯(lián)釜的釜數(shù)趨近于無窮多個時，其反應(yīng)器性能接近于平推流反應(yīng)器。通常，采用多釜串聯(lián)的組合式反應(yīng)器，既降低返輥的影響。又保證了足夠的停留時間。（）8.軸向流動及徑向流動對混合有利，能起到混合攪動及懸浮作用，而切線流動則會對混合不利，需設(shè)法消除。（）9.大多數(shù)聚合物溶液和熔融體都是假塑性流體，在攪拌釜中在槳葉附近粘度最小，而離槳葉距離越遠，則粘度越大，至釜壁附近粘度最大，因而造成流動困難，傳熱也很困難。（）10.在高粘度物系的混合過程中，在混合操作的有限時間內(nèi)主要靠渦流擴散。（）練習(xí)二選擇1.平推流反應(yīng)器的Pe、N、σ2分別為______A.0、0、1B.∞、0、0C.0、∞、0D.∞、∞、0一級連串反應(yīng)Ak1Pk2S在平推流管式反應(yīng)器中，則目的產(chǎn)物PCA(K1K2在間歇反應(yīng)器中進行等溫一級反應(yīng)A→B，-rA=0.01CAmol/L?s，當CA0=1mol/l時，求反應(yīng)至CA=0.01mol/L所需時間t=_____秒。A.400B.460C.500D.560全混流釜式反應(yīng)器最多可能有______個定常態(tài)操作點。A.1B.2C.3D.4間歇反應(yīng)過程是一個非定態(tài)過程，反應(yīng)器的組成隨時間改變。以下說法哪個是正確的：______間隙操作過程包括裝料、反應(yīng)、卸料和清洗等步驟，但就反應(yīng)過程本身而言，仍屬于定態(tài)過程B.在間歇反應(yīng)中進行的單一反應(yīng)，產(chǎn)物的濃度總是隨著反應(yīng)時間的延長而增高C.在間歇反應(yīng)中進行的復(fù)合反應(yīng)，對于目的產(chǎn)物不存在最佳的反應(yīng)時間D.間歇反應(yīng)器中進行的反應(yīng)，均可以按恒容處理反應(yīng)器的流動情況直接影響到其中進行的反應(yīng)過程，裝置中的流動狀況不包括以下哪些因素：_______A.體系的混合特征B.流動系統(tǒng)的停留時間分布C.反應(yīng)動力學(xué)D.混合的時間順序流動模型有理想和非理想之分，在以下的流動模型中找出理想的流動模型_______離析流模型B.多釜串模型C.一維擴散模型D.活塞流模型一級反應(yīng)十分特殊，例如：對于一級不可逆反應(yīng)，達到某一轉(zhuǎn)化率需要的時間與初始濃度無關(guān)。此外，一級反應(yīng)還有許多特殊的性質(zhì)，包括_______流體的混合特征對反應(yīng)結(jié)果沒有影響B(tài).系統(tǒng)的返混對反應(yīng)結(jié)果沒有影響C.混合的時間順序?qū)Ψ磻?yīng)結(jié)果沒有影響D.反應(yīng)器中的停留時間分布對反應(yīng)結(jié)果沒有影響9.階躍示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)的曲線為______A.E(t)曲線B.F(t)曲線C.I(t)曲線D.y(t)曲線化學(xué)反應(yīng)CO+3H2CH4+H2O，其中化學(xué)反應(yīng)計量系數(shù)為-1的是哪種物質(zhì)______A.COB.H2C.CH4D.H2O填空工業(yè)生產(chǎn)上，采用理想混合流操作時縮聚產(chǎn)物分子量分布要比間歇操作_________。對于平行反應(yīng)：A+B→LrL=1.0CACB2→M全混流反應(yīng)其穩(wěn)定的定常態(tài)操作點的判據(jù)為Qr=QC、__________________________________習(xí)慣上采用排出流量數(shù)Nqd與功率準數(shù)Np的比值來判斷攪拌槳葉的流動特性，當Np/Nqd=1~2時，為循環(huán)型槳葉；當Np/Nqd=3時，為_____________________在湍流區(qū)，只要各種槳葉的槳葉寬度、葉片及攪拌層數(shù)的____________________，它們所消耗的攪拌功率也近似相等。在相似放大中，每一種準數(shù)代表一種______________________，而這些準數(shù)所代表的放大準則經(jīng)常會出現(xiàn)矛盾，所以在放大過程中要抓住主要控制因素。攪拌釜傳熱放大通常采用的方法有_____________________________________（至少三種）返混是指_____________________________________________________________________造成理想混合流反應(yīng)器、平推流反應(yīng)器、間歇反應(yīng)器等不同型式反應(yīng)器間容積差異的主要原因是_________________________________________________________________________在擴散模型中，模型的唯一參數(shù)彼克萊準數(shù)Pe越大,軸向返混程度就___________________判斷1.宏觀混合與微觀混合對不同級數(shù)的化學(xué)反應(yīng)的影響是相同的。（）2.一般增加攪拌轉(zhuǎn)速會使非均相聚合產(chǎn)物粒子變小，粒徑分布變窄。但在氯乙烯懸浮聚合中，當轉(zhuǎn)速超過某一臨界值后，粒子粒徑反而變大，分布也變高，所以攪拌的轉(zhuǎn)速應(yīng)控制在臨界轉(zhuǎn)速以下。（）3.停留時間分布的無因次方差可表征流體的返混程度：σ2=1，N=1，全混流；σ2=0，N=無窮大，平推流。（）4.不管活性鏈壽命長短，停留時間分布都是聚合度分布的主要原因。（）5.反應(yīng)釜容積放大的結(jié)果是傳熱系數(shù)和傳熱面積比（F/V）均下降，所以增添附加傳熱面成為反應(yīng)釜放大后所必須采取的措施。（）6.一般來說，對非牛頓流體，攪拌器選用有一些原則。例如：雙層或多層槳葉比單層槳葉攪拌效果好，斜葉槳葉比平直槳葉效果好。（）7.攪拌釜的放大是指在模試釜的基礎(chǔ)上，運用化學(xué)反應(yīng)過程的原理進行工業(yè)釜設(shè)計的技術(shù)。其要求是工業(yè)釜能完全重復(fù)模試釜的過程結(jié)果。（）8.對于高粘度體系，隨粘度的增大，可依次選用下列攪拌器。推進式、錨式、螺桿、螺帶、特殊型高粘度攪拌器。（）9.軸間流動及徑向流動對混合有利，能起到混合攪拌及懸浮作用，而切線流動則對混合不利，需設(shè)法消除。（）10.下圖為各種流體的流動示意圖，圖中A代表牛頓流體，那么B、C、D、E、F分別代表假塑性流體，脹塑性流體、賓漢流體、屈服-脹塑性流體、屈服-假塑性流體。（）（書圖4-3）練習(xí)31、“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)，其中所謂的一反是指（）A、化學(xué)反應(yīng)B、反應(yīng)工程C、反應(yīng)熱力學(xué)D、反應(yīng)動力學(xué)2、“三傳一反”是化學(xué)反應(yīng)工程的基礎(chǔ)，下列不屬于三傳的是（）A、能量傳遞B、質(zhì)量傳遞C、熱量傳遞D、動量傳遞3、下列屬于均相反應(yīng)的是（）A、煤炭燃燒B、氫氣燃燒C、離子交換D、加氫裂解4、下列屬于均相反應(yīng)的是（）A、乙酸乙酯水解B、CuO的還原C、加氫脫硫D、電石水解5、下列屬于均相反應(yīng)的是（）A、催化重整B、催化裂解C、HCl與NaOH的中和D、水泥制造6、下列屬于非均相反應(yīng)的是（）A、乙酸乙酯的水解B、氫氣燃燒C、HCl與NaOH的中和D、催化裂解7、下列屬于非均相反應(yīng)的是（）A、乙酸和乙醇的酯化B、加氫脫硫C、氫氣燃燒D、烴類氣相裂解8、化學(xué)反應(yīng)2NO+2H2=N2+2H2O，其中化學(xué)反應(yīng)計量系數(shù)為+2的是哪種物質(zhì)（）A、NOB、H2C、N2D、H2O9、對于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)nAA?nBB,反應(yīng)組分A的化學(xué)反應(yīng)速率—rA、-rA=-dnAVdtB、-10、反應(yīng)A+B→C，k=0.15s-1，則反應(yīng)級數(shù)n=（）A、0B、1C、2D、311、反應(yīng)3A→P，已知k=0.15mol/l﹒s，則反應(yīng)級數(shù)n=（）A、0B、1C、2D、312、反應(yīng)CH3COOH+CH3CH2OH=CH3COOHC2H5，已知k=2.3L/s﹒mol，則反應(yīng)級數(shù)n=（）A、0B、1C、2D、313、如果平行反應(yīng)A→P(主)→S(A、提高濃度B、降低濃度C、提高溫度D、降低溫度14、下列反應(yīng)沒有涉及到鏈反應(yīng)的是（）A、石油裂解B、酯化反應(yīng)C、烴類氧化D、聚合反應(yīng)15、全混流釜式反應(yīng)器最多可能有（）個定常態(tài)操作點。A、1B、2C、3D、416、一級不可逆液相反應(yīng)A→2R，CA0=2.30kmol/m3，出口轉(zhuǎn)化率XA=0.7每批操作時間t+t0=2.06h，裝置的生產(chǎn)能力為50000kg產(chǎn)物R/天，M=60，則反應(yīng)器的體積V為（）m3。A、19.6B、20.2C、22.2D、23.417、脈沖示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)曲線為（）A、E（t）曲線B、F(t)曲線C、I（t）曲線D、y（t）曲線18、階躍示蹤法測定停留時間分布對應(yīng)曲線為（）A、E（t）曲線B、F(t)曲線C、I（t）曲線D、y（t）曲線19、平推流流動的E（t）曲線的方差σt2A、0B、0～1C、1D、>120、全混流流動的E（t）曲線的方差σt2A、0B、0～1C、1D、>121、以相似理論和因次分析為基礎(chǔ)的相似放大法，在許多過程的放大設(shè)計中非常有效，但這種方法對于反應(yīng)器的放大無能為力，其原因是()A、相似放大法只能用于物理過程的研究B、相似放大法只能用于化學(xué)反應(yīng)過程的研究C、在反應(yīng)器中只能保持化學(xué)相似或物理相似中的一種D、方面的理論分析還不深入22、管式反應(yīng)器是符合活塞流模型的一類理想反應(yīng)器，活塞流模型的假定包括（）A、軸向的混合用費克定律描述B、徑向流速分布均勻C、徑向溫度分布均勻D、速度側(cè)形與層流相同答案練習(xí)1選擇：1～5BCBCB6～10ABDB(P17)B填空：1.全混流(P53)2.XA1<XA2(P36)3.A一次性加入，B連續(xù)滴加4.平均聚合度及其分布5.n=4(P59)6.點4(P47圖2-30)7.泵送準數(shù)（或排除流量數(shù)）8.P1789.P2110.停留時間分布判斷：1～5×(“反過來”錯了)√(P59)√√√(課本P151，倒數(shù)第4行)6～10×(P148圖5-7)√√(P148)√×練習(xí)2選擇：1～5DABC(圖2-29)D6～10CDAB(P52上面兩個圖)A填空：1.寬2.CA低，CB高3.P464.剪切型槳葉(P163)5.乘積相等(P157)6.放大準則(P193)7.P1958.P49，自己總結(jié)9.反應(yīng)器內(nèi)的返混程度不同10.越小(P64)判斷：1～5×√(P122)√(P59)×(P118,返混的影響)√6～10√(P160)×(P194,“基本”，不是“完全”)√√×(P126圖4-3)練習(xí)3選擇：1～5DABAC6～10DBDAB11～15ACCBC16～20CABAC21～22CBC（22題雙選）計算題1、在一個體積為300L的反應(yīng)器中86℃等溫下將濃度為3.2kmol/m3的過氧化氫異丙苯溶液分解；C6H5C(CH3)2COH→CH3COCH3+C6H5OH生產(chǎn)苯酚和丙酮。該反應(yīng)為一級反應(yīng)，反應(yīng)溫度下反應(yīng)速率常數(shù)等于0.08s-1，最終轉(zhuǎn)化率達98.9%，試計算苯酚的產(chǎn)量。（1）如果這個反應(yīng)器是間歇操作反應(yīng)器，并設(shè)輔助操作時間為15min；（2）如果是全混流反應(yīng)器；（3）試比較上兩問的計算結(jié)果。答：（1）等溫恒容單一反應(yīng)動力學(xué)方程式——一級不可逆反應(yīng)P10公式（2—8）t==Vr=Q0(t+t0)=Q0(0.94+15)=300LQ0=300/15.94=18.82L/min公式2-50、2-51苯酚濃度C苯酚=CA0XA=3.2×0.989=3.165kmol/L苯酚產(chǎn)量Q0C苯酚=18.82×3.165=59.56mol/min=335.9kg/h（2）全混流反應(yīng)器VQ0=V苯酚產(chǎn)量Q0C苯酚=16.02×32×0.989=50.69mol/min=285.9kg/h（3）說明全混釜的產(chǎn)量小于間歇釜的產(chǎn)量，這是由于全混釜中反應(yīng)物濃度低，反應(yīng)速度慢的原因。（或返輥情況不同）2、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)1,2-丙二醇：H2COCHCH3+H2O→H2COHCHOHCH3該反應(yīng)對環(huán)氧丙烷為1級，對水為0級，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%。（1）若采用間歇操作，輔助時間為0.65h，則1,2-丙二醇的日產(chǎn)量是多少？（2）有人建議改在定態(tài)下連續(xù)操作，其余條件不變，則1,2-丙二醇的日產(chǎn)量又是多少？（3）為什么這兩種操作方式的產(chǎn)量會有不同？解：Vr=1m3，rA=kCA，k=0.98h-1，CA0=2.1kmol/L，XA=0.9一級不可逆反應(yīng)：t=-Vr=Q0(t+t0)=Q0(2.35+0.65)=1Q0=1/3m3/h丙二醇的濃度=CA0XA=2.1×0.9=1.89kmol/m3丙二醇的產(chǎn)量=Q0CA0XAf=1.89×1/3=0.63kmol/h=15.15kmol/日（2）采用定態(tài)下連續(xù)操作V所以Q0=0.109m3/h丙二醇的產(chǎn)量=0.109×1.89=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。3、在等溫間歇反應(yīng)器中進行乙酸乙酯皂化反應(yīng)：CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH該反應(yīng)對乙酸乙酯及氫氧化鈉均為一級。反應(yīng)開始時乙酸乙酯及氫氧化鈉的濃度均為0.02mol/L，反應(yīng)速率常數(shù)等于5.6L/mol?min。要求最終轉(zhuǎn)化率達到95%。試問：（1）當反應(yīng)器的反應(yīng)體積為1m3時，需要多長的反應(yīng)時間？（2）若反應(yīng)器的反應(yīng)體積為2m3，所需的反應(yīng)時間又是多少？解：（1）參考P12表2-6反應(yīng)總級數(shù)為2，且反應(yīng)物A和B濃度相等，所以t==(2)因為間歇反應(yīng)器的反應(yīng)時間與反應(yīng)器的大小無關(guān)，所以反應(yīng)時間仍為2.83h.4.擬在等溫間歇反應(yīng)器中進行氯乙醇的皂化反應(yīng)：CH2ClCH2OH+NaHCO3→CH2OHCH2OH+NaCl+CO2以生產(chǎn)乙二醇，產(chǎn)量為20kg/h，使用15%（重量）的NaHCO3水溶液及30%（重量）的氯乙醇水溶液作為原料，反應(yīng)器裝料中氯乙醇和碳酸氫鈉的摩爾比為1:1，混合液的比重為1.02，該反應(yīng)對氯乙醇和碳酸氫鈉均為一級，在反應(yīng)溫度下反應(yīng)速率常數(shù)等于5.21L/mol?h。要求轉(zhuǎn)化率達到95%。（1）若輔助時間為0.5h，試計算反應(yīng)器的有效體積；（2）若裝填系數(shù)取0.75，試計算反應(yīng)器的實際體積。解：氯乙醇，碳酸氫鈉，和乙二醇的分子量分別為80.5、84和62kg/kmol,每小時產(chǎn)乙二醇：20/62=0.3226kmol/h.每小時需氯乙醇：0.3226×80.5每小時需碳酸氫鈉：0.3266×840.95×15%原料體積流量：Q0=91.11+190.2氯乙醇初始濃度：CA0=0.3266×1000反應(yīng)時間：參考P12表2-6t=反應(yīng)體積：Vr=Q0(t+t’)=275.8×(2.968+0.5)=956.5L（2）反應(yīng)器的實際體積：V=5、已知一閉式液相反應(yīng)器在流量為5L/s下進行脈沖示蹤，得到停留時間分布密度函數(shù)E(t)=0.05e-t/20s-1（2）該反應(yīng)器的反應(yīng)體積為多少？（3）E(t)、F(t)和σ2（4）若將該反應(yīng)器用多釜串聯(lián)模型描述，其模型參數(shù)N為多少？解：（1）公式2-89t（2）τ=t=20sVr=Q0τ=5×20=100L(3)E(t)=0.05e-t/20=1τeF(t)=1-e-1τ公式2-94σt2=τ如要求對比時間θ時也要會，θ=1τE(F(θ)=1-e-θ（4）模型參數(shù)N=16.為了測定一閉式流動反應(yīng)器的停留時間分布，采用脈沖示蹤法，反應(yīng)器出口物料中示蹤物濃度如下：t/min012345678910C(t)/g?L-10035664.53210試計算：（1）反應(yīng)物料在該反應(yīng)器中的平均停留時間τ和方差σ2（2）若將該反應(yīng)器用多釜串聯(lián)模型描述，其模型參數(shù)N為多少？解：（1）根據(jù)題給數(shù)據(jù)即可求出E(t)。本題可用差分法（亦可用辛普森數(shù)值積分求得）。根據(jù)公式2-88m=ΣQc(t)△t=(3+5+6+6+4.5+3+2+1)Q?t=(3+5+6+6+4.5+3+2+1)×1×Q=30.5QE算出平均停留時間和方差。此處用差分法，即：t=σt為了計算平均停留時間和方差，將不同時間下的幾個函數(shù)值列于下表中：t/minC(t)/g?L-1E(t)/min-1E(t)?ttE(t)?t/mint2E(t)?t000000100000230.098360.098360.19670.3934350.16390.16390.49171.475460.19670.19670.79683.147560.19670.19670.98354.91864.50.14750.14750.88505.310730.98360.98360.68854.8193820.065570.065570.52464.197910.032790.032790.29512.6561000000Σ0.999884.85226.92tσσ（2）N=7、在間歇攪拌釜式反應(yīng)器中，用醋酸與丁醇生產(chǎn)醋酸丁酯，反應(yīng)式為：CH3COOH+C4H9OHH2SO4CH3COOC4H9(A)(B)(C)(D)反應(yīng)物配比為A(mol):B(mol)=1:4.97，反應(yīng)在100℃下進行。A轉(zhuǎn)化率達50%需要時間為24.6min，輔助時間為30min，每天生產(chǎn)2400kg醋酸丁酯（忽略分離損失），計算反應(yīng)器體積?；旌衔锩芏葹?50kg?m-3，反應(yīng)器裝填系數(shù)為0.75A+B→R+SM6074116R產(chǎn)量2400/24=100kg/hr100/116=0.862kmol/hr轉(zhuǎn)化率50%，則A的投料量0.862/0.5=1.724kmol/hr折算成質(zhì)量流量1.724×60=103.4kg/hrA:B=1.497則B投料量