【正文】 因?yàn)殚g歇反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間與反應(yīng)器的大小無(wú)關(guān)，所以反應(yīng)時(shí)間仍為。 39。11? ? ?CCAAdC k CdC k C 解此微分方程得： 39。2 0?k 時(shí)，（ A）式變?yōu)?1 2 3??A A A (B) 當(dāng) 39。2 1 1 2 3 1 2 2 2? ? ? ?dC k C k C k C k Cdt (2) 39。 39。1 1 2 24 .0 mi n , 3 .6 mi n , 1 .5 mi n , 0 , 1 mi n? ? ?? ? ? ? ?k k k k t 由（ 5）～（ 9）式得 1230 .5 5 9 2 /0 .5 0 9 8 /0 .9 3 1 /???AAAC m ol lC m ol lC m ol l （ 2）當(dāng) t→∝時(shí)，由（ 5）～（ 9）式得 1 2 30 /? ? ?A A AC C C m ol l （ 3）此時(shí)為 39。取步長(zhǎng)△ t=，直至求至 t= 即可。將τ 1,τ 2代入（ 5）式即可求出 B 的最高濃度，從而可進(jìn)一步求出 1,τ 2代入 CA2，則由 XA2=(CA0CA2)/CA0可求出最終轉(zhuǎn)化率。 （ 2）二個(gè) 300l 釜并聯(lián)，在最終轉(zhuǎn)化率相同時(shí)， Q0增加一倍，生產(chǎn)能力也增加一倍。 解：由 NO 氧化反應(yīng)計(jì)量方程式可知此過(guò)程為變?nèi)葸^(guò)程，其設(shè)計(jì)方程為： 20 400 1. 4 10? ??AXrAAABV dXCQ CC （ A） 示中 A,B 分別代 表 NO和 O2。 解：（ 1）設(shè)下標(biāo) A— 乙烷， B— 乙烯， H— 氫。進(jìn)料含 50%(mol)C2H6,其余為水蒸汽。 解：根據(jù)題意可知甲苯加氫反應(yīng)為恒容過(guò)程，原料甲苯與氫的摩爾比等于 1，即： 00?THCC，則有： 0 ( 1 )? ? ?T H T TC C C X 示中下標(biāo) T和 H 分別代表甲苯與氫，其中： 5 3300330 0 00 .5 1 .0 1 3 1 0 5 .6 8 1 0 /8 .3 1 4 1 0 1 0 7 32 / 2 1 / 0 .2 7 8 1 0 /????? ? ? ???? ? ? ? ?TTTTpC k m o l mRTF Q C k m o l h k m o l s 所以，所需反應(yīng)器體積為： 0 0 0 5333 ( 1 ) 8 10 29 6 ( 10 ) ( 1 ) 1???????? ? ? ? ?? ? ????TTXX TTr T TT H TTTdX dXV Q C Q CC C CdX mX所以，反應(yīng)器的長(zhǎng)度為： 23 . 0 0 6 1 5 3 1 . 10 . 0 5 3 . 1 4 / 4 ?? m ，改用活塞流反應(yīng)器生產(chǎn)乙二醇，試計(jì)算所需的反應(yīng)體積，并與間歇釜式反應(yīng)器進(jìn)行比較。 k3= 105l/ 。 由（ 1）式解出 CA1代入（ 3）式可解出 CA2。 （ 4）由于該反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，由上述計(jì)算可知，無(wú)論是間歇反應(yīng)器或全混流反應(yīng)器，其原料處理量不變，但由于 CAB增加一倍，故 C 苯酚 也增加一倍，故上述兩個(gè)反應(yīng)器中苯酚的產(chǎn)量均增加一倍。1 2 1 2 2 1? ? ?k k k k k k?? (8) 39。 39?？梢?jiàn)只要得到（ A）式的解，則可容易化簡(jiǎn)得到（ B） ,(C)及 (D)式的解。11????????????? ??kkA AACAAC CCCk CCk （ C） 將 t1,CA,CC及 t2,CA,CC數(shù)據(jù)代入（ C）式化簡(jiǎn)得： 2 5 8 2 5 8 ? ? ? ? ? ? ?xx 解之得： 39。1??A AdC kCdt （ A） 39。 丙酸的產(chǎn)量為： 500kg/h=。 ：先用積分法求其動(dòng)力學(xué)方程。 4 0 0 5 5 011 96290 11() ()55 0 55 0 55 0 8. 31 4 67 3 82 340 0 40 0400e x p( )23e x p( ) （倍）? ??? ? ? ? ??ER T TEAr k RTeer k EART 解：（ 1）求出轉(zhuǎn)化率為 80%時(shí)各組分的分壓： 以 100mol為基準(zhǔn) x SO2 O2 SO3 N2 ∑ 0 0 7()= = 222233223332 01 3 / 97 .2 6 10 ( ) 01 3 / 97 .2 5 10 ( ) 01 3 / 97 .2 4 10 ( ) 01 3 82 / 97 .2 5 10 ( )????? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?S O S OOOS O S ONNp Py M Pap Py M Pap Py M Pap Py M Pa （ 2）求與上述組成對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù) KP值： 3223 10 10 10??????????? ? ???SOP S O opKpp (3)求平衡溫度 Te log 4905 .5 / 55 ????peeKTTK (4)利用（ ）式求逆反應(yīng)活化能 E 值 4459 . 6 2 9 1 09 . 2 1 1 1 0 1 . 4 0 3 1 0 /2? ???? ? ? ? ? ? ?rrHE E J m o l (5)利用（ ）式求最佳溫度 TOP 4 4 780. 9 31 ln1 ln ( 3 1 ) 10? ? ???? ???eOPeTRT EE E E 解：反應(yīng)物 A 的消耗速率應(yīng)為兩反應(yīng)速率之和，即 22 1 .6 1 6 .4 1 .6 ( 1 1 0 .2 5 )? ? ? ? ? ?A R D A A A AR r r C C C C 利用（ ）式 1 . 6 ( 1 1 0 . 2 5 )? ? ?A AAdC CCdt 積分之 0001( 1 ) ( ) ln ( 1 ) ln 5 1 11 63 / 38??????? ? ? ? ? ? ??? ?????AAAC AAACAAAX Ct dC XCCCth ：以 100mol為計(jì)算基準(zhǔn)，設(shè) X為三甲基苯的轉(zhuǎn)化率， Y為生成的甲苯摩爾數(shù)。注意題中所給比表面的單位換算成 m2/m3。若循環(huán)氣與原料氣之比為 （摩爾比），試計(jì)算： （ 1） （ 1） 一氧化碳的單程轉(zhuǎn)換率和全程轉(zhuǎn)化率； （ 2） （ 2） 甲醇的單程收率和全程收率。 解：（ 1）由（ ）式得反應(yīng)的選擇性為： 0 . 6 2 9YS 0 . 9 6 1 1 9 6 . 1 1 %X 0 . 7 2 0? ? ? ? （ 2）進(jìn)入反應(yīng)器的原料氣中，甲醇：空氣：水蒸氣 =2： 4： （摩爾比），當(dāng)進(jìn)入反應(yīng)器的總原料量為 100mol 時(shí)，則反應(yīng)器的進(jìn)料組成為 組分 摩爾分率 yi0 摩爾數(shù) ni0(mol) CH3OH 2/（ 2+4+） = 空氣 4/（ 2+4+） = 水 （ 2+4+） = 總計(jì) 設(shè)甲醇的轉(zhuǎn)化率為 XA，甲醛的收率為 YP，根據(jù)（ ）和（ ）式可得反應(yīng)器出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩爾數(shù) nA、 nP和 nc分別為： nA=nA0(1XA)= mol nP=nA0YP= mol nC=nA0(XAYP)= mol 結(jié)合上述反應(yīng)的 化學(xué)計(jì)量式，水（ nW）、氧氣（ nO）和氮?dú)猓?nN）的摩爾數(shù)分別為： nW=nW0+nP+2nC= mol nO=nO01/2nP3/2nC= mol nN=nN0= mol 所以，反應(yīng)器出口氣體組成為： 組分 摩爾數(shù)（ mol） 摩爾分率 % CH3OH HCHO H2O CO2 O2 N2 1. 1. 2 工 業(yè)上采用銅鋅鋁催化劑由一氧化碳和氫合成甲醇，其主副反應(yīng)如下： 23C O 2 H C H OH?? 2 3 2 22 C O 4 H ( C H ) O H O? ? ? 2 4 2C O 3 H C H H O? ? ? 2 4 9 24 C O 8 H C H OH 3 H O? ? ? 2 2 2C O H O C O H? ? ? 由于化學(xué)平衡的限制，反應(yīng)過(guò)程中一氧化碳不可能全部轉(zhuǎn)化成甲醇，為了提高原料的利用率，生產(chǎn)上采用循環(huán)操作，即將反應(yīng)后的氣體冷卻，可凝組份變?yōu)橐后w即為粗甲醇，不凝組份如氫氣及一氧化碳等部分放空，大部分經(jīng)循環(huán)壓縮機(jī)后與原料氣混合返回合成塔中。 COCO , 0FF 26 .8 2 4. 43 5X 16 .1 8%F 13 8. 4? ?? ? ? 產(chǎn)物粗甲醇所溶解的 CO CO、 H CH4和 N2總量 D 為 ( 9 . 8 2 9 . 3 8 1 . 7 6 2 . 1 4 5 . 3 8 ) BD 0 . 0 2 8 4 8 B k m o l / h1000? ? ? ??? 粗甲醇中甲醇的量為 (BD)X 甲 /Mm=() 所以，甲醇的全程收率為 Y 總 =甲醇的單程收率為 Y 單 = 2 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 解：利用反應(yīng)時(shí)間與組分 A 的濃度變化數(shù)據(jù)，作出 CA～ t 的關(guān)系曲線，用鏡面法求得 t= 時(shí)該點(diǎn)的切線，即為水解速率。11239。 首先將產(chǎn)物的生成速率變?yōu)閷?duì)應(yīng)的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化速率： 1 31 2??????A R R AA S S AA T T Ar r Cr r Cr r C 總反應(yīng)速率為： ? ? ? ?A A R A S A T AR r r r C 以一摩爾反應(yīng)物 A為 基準(zhǔn)，總摩爾變化數(shù)為： 0 . 4 0 . 2 5 2 . 13 2 1 0 . 3 8 22 . 7 5 2 . 7 5 2 . 7 5? ? ? ? ? ? ? ?A 初始濃度為： 2020 30 . 1 0 1 3 0 . 5 1 . 2 8 8 1 0 /8 . 3 1 4 1 0 4 7 3 ???? ? ? ???AA PyC m o l lRT 則有 2 30033( 1 ) 1 .2 8 8 1 0 0 .1 5 1 .6 6 2 5 1 0 /1 1 0 .5 0 .3 8 0 .8 52 .7 5 2 .7 5 1 .6 6 2 5 1 0 4 .5 7 2 1 0 / . mi n?? ???? ??? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ?AAAA A AAACXC m o l lyXR C m o l l 方法（ 2），可將 CA表示為： 00( 1 )1312121110???????????????AAAA A j A jARASATCXCyX 2333 52 5 1 5 24 5 5 5 88 10 5 62 3 10 /1 24 5 5 5 62 3 10 71 10 / . m i n?????? ? ? ? ? ? ???? ? ???? ? ? ? ? ?? A j A jAAAXC m ol lR C m ol l 方法（ 3），利用物料衡算可分別求出反應(yīng)物 A 生成 R 及 S 的瞬間選擇性 SR,SS,因而可求出產(chǎn)物 R 及 S 的收率 yR,yS,求得 A 轉(zhuǎn)化率為 85%時(shí)的分率： 0002333( 1 ) 122 8 10 453 2 23 10 / 23 10 1 10 / . m in????? ? ?????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?A R S TAA R A SA AO AAAy y y yyy y y yC C y m ol lR C m ol l 其中： ( 5 ) 5 5 5( 5 ) 5 5 23 6 5 5 5 77 27 5????????? ? ?? ? ?ARAASARSCSCCSCyy ：根據(jù)速率