化学反应工程作业答案

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1、3-2在等温间歇反应器中进行皂化反应该反应对乙酸乙酯和氢氧化钠均为一致，反应开始时乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度均为0.02mol/L，反应速率常数为5.6L/（min·mol），要求最终转化率为0.95，试求当反应器体积为、时，所需的反应时间是多少？解：设A的转化率为，B的转化率为∵，，∴t===-=169.6mint与反应体积无关。∴、所需反应时间均为169.6min3-3在平推流反应器中进行等温一级反应，出口转化率为0.9，现将该反应移到一个等体积的全混流反应器中进行，且操作条件不变，问出口转化率是多少？解：对于平推流反应器：对于全混流反应器：∴==2.3∴=0.6973-6已知某均相

2、反应，反应速率/（mol﹒min），物料密度恒定为0.75g/ml，加料流量为7.14L/min，=7.14mol/L，反应在等温下进行，试计算下列方案的转化率各为多少？(1)串联两个体积0.25的全混流反应器。（2）一个0.25的全混流反应器，后接一个0.25的平推流反应器。（3）一个0.25的平推流反应器，后接一个0.25的全混流反应器。（4）两个0.25的平推流反应器串联。解：（1）==35mm，设转化率为=4.35=0.622∴=7.14×（1-0.622）=2.7mol/L=1.64∴=1.44∴（2）=35min=4.35=0.622∴=7.14×（1-0.622）=2.7

3、mol/L∴=2.7×（1-0.62）=1.026∵∴（3）=35min=0.813∴=7.14×(1-0.813)=1.34=0.816∴=0.347∴=1.34×（1-0.347）=0.875∵∴（4）=0.813=1.340.449∴=1.34×（1-0.449）=0.738∵3-7液相自催化反应A→P,反应速率，进料体积流量进料浓度。问当=0.98时，下列各种情况下的反应器体积。(1)单个平推流反应器；（2）单个全混流反应器；（3）两个等体积全混流反应器串联。解：（1）=2×（1-0.98）=0.04！！！！==457.47（s）（2）（3）即∴3-11对平行反应AL;AM;A

4、N。其中L为目的产物，在等温操作中证明：（1）采用全混流反应器则；（2）采用平推流反应器则解：（1）对L物料衡算：对A物料衡算：∴当时，最大。此时，不取。又∴当=0最大，此时（2）对L物料衡算：对A物料衡算：∴∴当=0最大，此时3－12　在平推流反应器中进行基元反应L为目的产物，已知，求L的最大收率及最优接触时间。解：由常微分方程的通解，可解得：4－1有一理想搅拌釜式搅拌器，已知反应器体积为100L，流量为10L/min，试估计离开反应器的物料中，停留时间分别为0～1min，2～10min和大于3min的物料所占的分率。解：　　　0～1min：2～10min：min的4－3解：题目改为

5、：k＝（原题数值太大，计算结果失去合理性，疑为印刷之误）PFR:CSTR:4-4用脉冲示踪法测得实验反应器的停留时间分布关系如下表所示，今有一液相反应A+BP，已知，若此反应在具有相同停留时间的平推流反应器中进行，转化率可达99%，试计算：（1）该反应器的平均停留时间及方差；（2）若实验反应器以多釜串联模型描述，可达到的转化率为多大？t/s123456810152030415267C（t）957819090867767473215731解：（1）　　　　　(2)平推流即可求得：多釜串联：可达到转化率为83.6%4-6用脉冲注入法，在反应器入口液体中加入KMnO4示踪物，从加入示踪物开始

6、，测得出口物料中示踪物浓度如下表时间/min05101520253035404550KMnO4浓度/（g/0261212105210.50设示踪物加入对流型无影响，试确定液体在反应器中的平均停留时间及De/值解：∴　　　　∴4－7解：（1）（2）先计算转化率达0.3所需的反应时间。根据　　可知：（min）再计算停留时间小于17.8min的粒子所占分率。16.3%　即为不合格产品所占分率。（3）代入数据：即不合格产品所占分率为5%4－9解：题目改：k＝0.25s－1扩散模型计算：，多级模型计算PFR:CSTR:全混流计算结果转化率偏大，全混流偏小，扩散与多级模型接近。由，反应器既偏离PF

7、R，又偏离CSTR，与计算结果相符。5－1解：（1）（A）=（B）=0　（都是平衡点，速率为零）（2）F＞E＞D　（反应早期的最佳速率，大于反应晚期的最佳速率）（3）E（题目改为　GMEN各点中，哪一点的速率最大）（E是最佳温度点，在相同的转化率下，其反应速率最快）（4）H　（根据动力学方程可知，在温度一定时，转化率越低，正反应比逆反应越有“优势”，净速率越快）（5）M（在相同转化率下，M更接近最佳温度，故速率更快）（6）无法判断（都在最佳温度