化學(xué)反應(yīng)工程例題-免費(fèi)閱讀
【正文】 解：由等時(shí)間間隔的脈沖示蹤C(jī)(t)~t數(shù)據(jù),得：(1) 軸向分散模型，設(shè)為返混較大的閉式反應(yīng)器，則有：試差解得:一級(jí)反應(yīng)時(shí)，k τ =5 的線與 Pe = 線相交于一點(diǎn)，所對(duì)應(yīng)的縱坐標(biāo)值為： CA/CA0 = ，故：x Af = 二級(jí)反應(yīng)時(shí)，k τCA0 =10 線與 Pe/2 = 線相交于一點(diǎn) CA/CA0 = ， 故 2) 多釜串聯(lián)模型一級(jí)反應(yīng)時(shí) 故二級(jí)反應(yīng)時(shí)，由 N = k τCA0 =10 線的交點(diǎn)得對(duì)應(yīng)的橫坐標(biāo)值為 1xA = 故:(3) 平推流模型一級(jí)反應(yīng)時(shí) 二級(jí)反應(yīng)時(shí) 4) 全混流模型一級(jí)反應(yīng)時(shí) 二級(jí)反應(yīng)時(shí) 上述計(jì)算結(jié)果列表如下軸向分散多釜串聯(lián)平推流全混釜一級(jí)反應(yīng)kτ=5二級(jí)反應(yīng)k CA0=10可見(jiàn)軸向分散模型和多釜串聯(lián)模型所得結(jié)果相近，且介于平推流與全混流之間。(3)按式(）)計(jì)算 Cp, max： 按式()計(jì)算 τ opt按式（）計(jì)算 CA：相應(yīng)于 CP, max 是 A 的轉(zhuǎn)化率 xA為： xA= = 5% 用脈沖示蹤法測(cè)得一連續(xù)流動(dòng)體系出口示蹤劑濃度時(shí)間對(duì)應(yīng)值如下表，求停留時(shí)間分布的E(t)和F(t)函數(shù)。 單個(gè) CSTR 的體積 該反應(yīng)為二級(jí)反應(yīng)，–3，1–xA= N = 1相交于 kτCA0 ≈ 20，(2)若把一個(gè)CSTR一分為二，則只有第二個(gè)釜是在出口濃度下進(jìn)行反應(yīng)的，第一個(gè)釜的反應(yīng)濃度是第二個(gè)釜的入口濃度。解：反應(yīng)器的體積當(dāng) xA= 當(dāng) xA= 將例222和本題的計(jì)算結(jié)果例入下表反應(yīng)器有效體積平推流反應(yīng)器間歇釜全混釜轉(zhuǎn)化率 xA=轉(zhuǎn)化率 xA=例27 平推流反應(yīng)器按下圖進(jìn)行并聯(lián)、串聯(lián)操作，求總進(jìn)料流中進(jìn)入支線 A 的分率為多少？ 解：支線A： VA= 40 + 40 = 80L 支線B： VB= 20 + 20 = 40L 兩支線轉(zhuǎn)化率相同，則：所以總進(jìn)料流中進(jìn)入支線A的分率為2/3例28 條件同例13的醇酸樹脂生產(chǎn)，若采用四釜串聯(lián)的全混釜，求己二酸轉(zhuǎn)化率為80％時(shí)，各釜出口己二酸的濃度和所需反應(yīng)器的體積。解：積分上式得：又A的轉(zhuǎn)化率為： xA=80%CA= CA0(1–xA) = 1(1–) = mol/L積分得：收率為：例 氣相反應(yīng) A → 2P + S ，在等溫等壓情況下進(jìn)行反應(yīng)，原料中含75%的A，25%的惰性氣體(mol比)，經(jīng)８分鐘后，體積增加一倍，求此時(shí)的轉(zhuǎn)化率及該溫度下的速率常數(shù)。而丁醇的反應(yīng)級(jí)數(shù) m 可以用保持醋酸濃度不變的方法求得，二者結(jié)合可以求得反應(yīng)在此溫度下的速率常數(shù) k。 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入 (D) 式，即得到丁二烯轉(zhuǎn)化量表示的反應(yīng)速率值。 若以生成二聚物表示反應(yīng)速率，則：1, 2 等溫進(jìn)行醋酸(A)和丁醇(B)的酯化反應(yīng)。 例題 氣相反應(yīng) 為一級(jí)反應(yīng) A → 3P 速度常數(shù) k = min1，反應(yīng)在恒容間歇式反應(yīng)器中進(jìn)行，求1 min后體系的總壓，進(jìn)料狀況如下：(a) 純 A， Mpa；(b) 純 A，1 Mpa；(c) 10 % 的 A 和 90 % 的 I（惰性氣體）混合物，1 MPa解: A → 3 P + I 整理得:上式求導(dǎo): (1) 理想氣體方程所以得：即： (2)比較(1)、(2)，得 ：即： (3)當(dāng)t = 0， p = p0 積分（3）， 得：
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