化學(xué)反應(yīng)工程例題-展示頁
2024-08-20 03:15本頁面
【正文】 丁二烯進行二聚反應(yīng)，測得反應(yīng)系統(tǒng)總壓 p 與反應(yīng)時間 t 的關(guān)系如下：t/min 0 6 12 26 38 60p/kPa 試求時間為 26min 時的反應(yīng)速率。解：以 A 和 R 分別代表丁二烯及其二聚物，則該二聚反應(yīng)可寫成： 2A → R反應(yīng)體系中各組分的濃度關(guān)系如下：由理想氣體定律得： （Ａ）p0 為 t = 0 時物系的總壓， 整理上式為： （Ｂ） 將（B）式代入速率式中，得：） (c)理想氣體：將 CA0 代入 (C) 式，為： D解析法：對pt關(guān)系進行回歸分析，得：圖解法：以 p 對 t 作圖，如圖所示。 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。測得不同時間下醋酸轉(zhuǎn)化量如下表，試求該反應(yīng)的速率方程。所以，設(shè)正反應(yīng)的速率方程為： (a) 以0級、1級、2級反應(yīng)對上式進行積分式得:當(dāng)n = 0時， (b當(dāng)n=1時， (c)當(dāng)n=2時， (d) 采用圖解法和試差法，假設(shè)反應(yīng)級數(shù)，將實驗數(shù)據(jù)分別按 0 級、1 級、2 級反應(yīng)動力學(xué)積分式做圖，得到其 f(CA)t 的關(guān)系曲線圖，然后再根據(jù)所得的 f(CA)t 的關(guān)系曲線圖進行判斷其動力學(xué)形式。但丁醇濃度是否存在影響，還需做進一步實驗證明。而丁醇的反應(yīng)級數(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?！ ⅲ簩⒎磻?yīng)速率方程積分，得： 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式，得：XA / %5060708090反應(yīng)時間 t / min25037510003250出口轉(zhuǎn)化率越高，則反應(yīng)時間越長，或體積越大。解得；例 在銀催化劑上進行乙烯氧化反應(yīng)以生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，進入催化反應(yīng)器的氣體中各組分的摩爾分?jǐn)?shù)分別為C2H4 15%， O2 7%， CO2 10%，Ar 12%，其余為N2，% ， % ?！ 2H4 + 1/2O2 → H2C — C H2 O C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O解：以l00 mol進料為計算基準(zhǔn)，設(shè)x和y分別表示環(huán)氧乙烷和二氧化碳的生成量，根據(jù)題給的進料組成和該反應(yīng)系統(tǒng)的化學(xué)計量式，可列出下表。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，求此時的轉(zhuǎn)化率及該溫度下的速率常數(shù)。min)，k = L/(kmol解：(1)達到某轉(zhuǎn)化率所需的反應(yīng)時間：(2)反應(yīng)器體積的計算：，每批生產(chǎn)時間 = 反應(yīng)時間 + 非生產(chǎn)時間 = hr 反應(yīng)器體積 VR = ν0t = 171 = 1630 L = m3考慮裝料系數(shù)，故實際反應(yīng)器體積：例22 同例21題意中的條件,計算轉(zhuǎn)化率為80%和90%時，求平推流反應(yīng)器體積？ 解：即：當(dāng)xA=當(dāng)xA= 時例23 均相氣體反應(yīng)在 185℃ 和 Mpa 壓力下按照反應(yīng)式 A → 3P 在平推流反應(yīng)器中進行，已知速率方程為：若進料中有 50% 的惰性氣體，求 A 的轉(zhuǎn)化率為 80% 時所需的時間 τ 。二股物料同時等流量流入反應(yīng)器，求B 的轉(zhuǎn)化率為80%時，每股料液的進料流量應(yīng)為多
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