反应工程课后答案.docx
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反应工程课后答案
第二章均相反应动力学
1、有一反应在间歇反应器中进行,经过8min后,反应物转化掉80%,经过18min后,转化掉90%,求表达此反应的动力学方程式。
3、在间歇反应器中有一级液相可逆反应
,初始反应时CA0=0.5mol/L,CP0=0反应8min后,A的转化率为1/3,而平衡转化率是2/3,求此反应的动力学方程式。
解:
根据一级可逆反应积分式
5、恒温恒容的气相反应A→3P,其动力学方程为
,在反应过程中系统总压pt及组分A的分压均为变量,试推导
的表达式。
解:
8、纯气相组分A在一等温等容间歇反应器中按计量式
进行反应,实验测得如下数据,
时间/min
0
2
4
6
8
10
12
14
∝
分压pA/MPa
0.1
0.08
0.0625
0.051
0.042
0.036
0.032
0.028
0.020
用积分法求此反应的动力学方程式。
解:
由于当
时,
常数,因此假设为一级可逆反应。
第三章均相反应过程
1、液相一级等温反应在间歇釜中达到70%转化率需要12min,若此反应移到同温度下平推流反应器和全混流反应器中进行时,所需要的空时和空速各为多少?
解:
3、液相反应在一间歇反应器中进行,反应速率如下表所示:
CA/mol/L
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
1.0
1.3
2.0
(-rA)/mol/(L.min)
0.1
0.3
0.5
0.6
0.5
0.25
0.10
0.06
0.05
0.045
0.042
(1)若CA0=1.3mol/L,,则反应时间为多少?
(2)若反应移至平推流反应器中进行,C
=.5mol/L,FA0=1000mol/h,求xA0=0.30时所需反应器的大小。
(3)当CA0=1.2mol/l,FA0=1000mol/h,xA=0.75时,求所需全混流釜式反应器大小。
解:
由
表作出
曲线
(1)
0.1
0.2
0.3
0.4
05
0.6
0.7
0.8
1.0
1.3
2.0
0.1
0.3
0.5
0.6
0.5
0.25
0.1
0.06
0.05
0.045
0.042
10
3.33
2
1.67
2
4
10
16.67
20
22.22
23.8
(2)
5、丙烷裂解为乙烯的反应可表示为
C3H8→C2H4+CH4(忽略副反应)
在772℃等温反应时,动力学方程为-
,其中k=0.4h-1。
若系统保持恒压p=0.1MPa,ν0=0.8m3/h(772℃,0.1MPa),求当xA=0.5时,所需平推流反应器的体积大小。
解:
恒压变容反应
8、一级反应A→P,在一体积为VP的平推流反应器中进行,已知进料温度为150℃,活化能为84kJ·mol-1,如改用全混流反应器,其所需体积设为Vm,则Vm/Vp应有何关系?
当转化率为0.6时,如果使Vm=Vp,反应温度应如何变化?
如反应级数分别为n=2,1/2,−1时,全混流反应器的体积将怎样改变?
解:
PPT课件答案
1、在间歇反应器中进行液相反应A+B→P,CA0=0.307mol/L,测得二级反应速率常数k=61.5×10-2L/(mol·h),计算当CB0/CAO=1和5时,转化率分别为0.5,0.9,0.99所需要的反应时间,并对计算结果加以讨论。
2、已知:
苯醌与环戊二烯在25℃下进行液相二烯合成反应A+B→C
(-rA)=
;k=9.92×10-3[m3/kmol·s];CAO=0.1[kmol/m3];CBO=0.08[kmol/m3];xA=0.95;t/=1[h];每天处理300kg环戊二烯。
求:
反应器有效容积?
;(-rA)=
=
[h]
V=
3、在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应:
CH3COOC2H5+NaOH→CH3COONa+C2H5OH 该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。
反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为 0.02mol/l,反应速率常数等于5.6l/mol.min。
要求最终转化率达到95%。
试问:
(1)当反应器的反应体积为1m3时,需要多长的反应时间?
(2)若反应器的反应体积为2m3时,所需的反应时间又是多少?
解:
(1)t=CA0∫0XAfdXA/(-RA)=CA0∫0XAfdXA/[k2A0C2A0 (1-XA)2]
=1/(kCA0) ×XA/(1-XA) =1/(5.6×0.02)×0.95/(1-0.95)
=169.6min(2.83h)
(2)因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关,所以反应时间仍为2.83h。
4、平推流反应器中进行二级反应,当进料初浓度从30%降到4%,若要求反应结果的残余浓度维持在0.1%,问进料流率应作如何调整?
5、