化工原理習(xí)題及答案釜式反應(yīng)器(參考版)
2025-01-18 01:40本頁(yè)面
【正文】 。但轉(zhuǎn)化率仍不能提高，試分析其原因。在正常操作條件下（反應(yīng)速度，進(jìn)出口流量等），已二酸的轉(zhuǎn)化率可達(dá)80%。聯(lián)立求解可得：XA=，T=可見，絕熱操作時(shí)轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到80%。3．23 ，,忽略反應(yīng)熱隨溫度的變化，且為2231kJ/kg烏洛托品，反應(yīng)物料入口溫度為25℃。 一級(jí)不可逆反應(yīng)：所以Q0=丙二醇的濃度=丙二醇的產(chǎn)量=(2) 采用定態(tài)下連續(xù)操作所以Q0=丙二醇的產(chǎn)量=（3）因連續(xù)釜在低的反應(yīng)物濃度下操作，反映速率慢，故產(chǎn)量低。（1）若采用間歇操作，,則丙二醇1，2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，則丙二醇1，2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(huì)有不同？解：（1） （1） 單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)器向大氣散出的熱量。 反應(yīng)器出口物料中醋酐的濃度；(2) (2)試計(jì)算：(1) (1)3．21 m3的全混流反應(yīng)器中進(jìn)行醋酐水解反應(yīng)， m3/min,溫度為25℃,出料溫度為36℃，該反應(yīng)為一級(jí)不可逆放熱反應(yīng)，反應(yīng)熱效應(yīng)等于209kJ/mol,反應(yīng)速率常數(shù)與溫度的關(guān)系如下：k=107 exp(5526/T),min1反應(yīng)物料的密度為常數(shù)，等于1050kg/ m3,℃計(jì)算。（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。3．20 ，%，如果再有一個(gè)相同大小的反應(yīng)釜進(jìn)行串聯(lián)或并聯(lián)，要求達(dá)到同樣的轉(zhuǎn)化率時(shí)，生產(chǎn)能力各增加多少？解：（1）二個(gè)300 l全混串聯(lián)釜，XA2=， （1） （2）解得：XA1=代入（1）式求出此系統(tǒng)的體積流量：。第三釜出口丙酸鈉的轉(zhuǎn)化率為：XA3=。（3）這時(shí)τ1=τ/3=。（2）若維持XA=，=，進(jìn)而求出這時(shí)對(duì)應(yīng)的空時(shí)τ=。因Q0維持不變，故最后必然導(dǎo)致丙酸的產(chǎn)量下降。此即間歇操作時(shí)的(t+t0)。 在操作條件均不變時(shí)，丙酸的產(chǎn)量是增加還是減少？為什么？（2）若丙酸鈉的轉(zhuǎn)換率和丙酸產(chǎn)量不變，所需空時(shí)為多少？?（3）若把單釜操作改變?nèi)?lián)，每釜平均停留時(shí)間為（2）中單釜操作時(shí)平均停留時(shí)間的三分之一，試預(yù)測(cè)所能達(dá)到的轉(zhuǎn)化率。試問：（1） （1）這說明采用上述條件是行不通的。如果為了提高順丁烯二酸酐的轉(zhuǎn)化率，使Q0=,而保持其它條件不變，則這時(shí)的移熱速率線如q’r所示。解：分別列出組分B,M,D,T,C的物料衡算式： (1) (2) (3) (4) (5)由（5）式得： (6)聯(lián)立（1）,(2),(3),(4),（6）式（五個(gè)方程，五個(gè)未知數(shù)）：由（2）式得： (7)由（3）式得： (8)將（1）,(7),（8）式代入（6）得：整理得：解得：CC= kmol/m3代入（1）式得：代入（7）式得：代入（8）式得：代入（4）式得：驗(yàn)證：即：3．17 在CSTR中進(jìn)行下述反應(yīng)： （1） （2） （3）如果k1/k2=8, k2/k3=30,CB6=,氯對(duì)苯的加料比=，k1τ=1 l/mol,( τ為空時(shí))，試計(jì)算反應(yīng)器出口B,M,D,T,C的濃度。B的分子量為140；D的分子量為140。k2=109s1。 B及D的收率。 所需的反應(yīng)體積；（2） （2）若出料中A的轉(zhuǎn)化率為92%，試計(jì)算：（1） （1）解：所以：即為：rA為組分A的轉(zhuǎn)化速率，rD為D的生成速率。 此時(shí)的情況同（1），即 兩個(gè)等體積全混流反應(yīng)器串聯(lián)由于，所以由上二式得：將XA2=，化簡(jiǎn)后得到XA1=，所以：串聯(lián)系統(tǒng)總體積為：（3） （3）解：（1）全混流反應(yīng)器（2） （2）A的濃度為2kmol/，試分別計(jì)算下列情況下A的轉(zhuǎn)化率達(dá)95%時(shí)所需的反應(yīng)體積：（1）全混流反應(yīng)器
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