第五章化学反应工程

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1、P173习题1解：I'可歇釜反应器，一级不可逆反应：(-r4)=kCA若k=0.8/?_,；求心=97%时反应时间。则厂二丄In£如二丄In—!—二丄In—!—=4.383/?kCAk-xA0.81-0.97习题2解：间歇釜反应器，二级不可逆反应：(-r4)=0.35C/若CA01=kmol-m~3；CAQ2=4kinoI-m~3求C八=O.Olkmol•m~3时反应时间。则T=1(J)=丄(—-一-)=282.8651kCACA()0.350.0111z11、1z11、“uS=—()=()=285$2kCA5)0.350.014习题3解：间歇釜反应

2、器，一级不可逆反应：(-rA)=0.0806C4求兀人=99%时反应时间T=丄1口^^~=—In—-—=——-——In=57」4minkCAkl-xA0.08061-0.9925qv==0.0174莎•min-124x60岭=並=么(十)=0.0174(57.14+25)=2.042m3(pcp0.7习题4解：间歇釜反应器，一级不可逆反应：(-r4)=kCA求心=90%时反应时间。1,12.303~~k°1-0.90~k求心=99%时反应时间。故转化率0-90与90-99所用时间Z比为:2.303(_4.606・2.303~间歇釜反应器，二级不可逆反应：

3、(-rA)=kC/求心=90%吋反应吋间。则T=丄()=-—匕——=9^—kCACA(}R5(1一心)kCA()t2=-()=-——巴——=99—!—kCACA0kCA0(1—)RCm故转化率0-90与90-99所用时间Z比为：可一9二1T2-r,99-910习题5解：问歇釜反应器，二级不可逆反应：(-rJ=1.046C42首先根据每天生产乙酸乙酯的量计算平均每小时筒处理的原料液体积和原料中乙酸的初始浓度CA(),然后计算反应时间好反应器有效容积。乙醇分子量60；乙酸丁酯分子量116；丁醇分子量74平均每小吋乙酸用量：24001x60x一=103.45檢

4、・h~x=1.724刼引24x1160.5，每小时需处理原料总量：103.45+1.724x4.97x74=737.55檢•h'x每小时需处理原料体积：%。=737.55/0.75=0.9834m3•h~l乙酸初始浓度：C八°二1.724/0.9834二1.753mol-反应时间:反应器有效容积：=qv()(r+r■)=0.983(0.545+0.5)=1.028/n3习题6解：（一）理想管式反应器：二级不可逆反应：（-^）=0.35C/若C八()

5、=kmol•m~3；C/A02=4kmol•m~3求C=0.0kmol•m"3时反应时间。则T,=1

6、(C7_石)=035(0XH~T)=282.86s（二）全混流反应器：二级不可逆反应：（-r,）=0.35C/若C八（）

7、=kmol•m~3；C/A02=4kmol•m~3求C=O.Oikmol•m"3时反应时间。心。（1一订0.35C/1-0.010.35x0.012=2.83x1045=1.14x10、Cao_Ca二4-°・01O.35C/~O.35xO.Ol2习题7解：全混流反应器：(-rA)=0.15C/Q转化率为60%,C4()=2.0kmol•m~3；CA=CA0(-xA)=O.Skmol•m~3Cb()=3.0kmol-/77~3；C

8、r=3.0一0.6=2Akmol•m~32.0-0.80.15x0.82x2.4=5.208/?«=qVQr=0.28x5.208=1.458/n3习题8解：(一)单级釜全混流反应器：(-r4)=0.992CaCb转化率为87.5%,CA()=O.OSkmol-m-3；C=C/l一心)=0.01肋诙•加一彳Cp()二O.OSkmol-m~3；CR=CA=0.0kmol•m5-C&kCACB0.08-0.01_0.992x0.01x0.01=705.65s=0.196/2Ur=qZ=0.28x0.196=0.055/n3(二)二级等体积釜串联第一釜：(

9、-rA)=0.992C4C,=0.992C/kCA】Cb=352.83=£—©o(l一兀川)心10.992x0.08(1—兀川尸解得心I=习题9解：(1)间歇釜反应器，一级不可逆反应：(-rA)=kCA若k=0.0765_,；求©=99%时反应时间。则T=-^~=丄In—!—=—!—In—-—=60.65=0.0168/?kCAkl-xA0.0761-0.99gvo=192/24=8m3-/I'1反应器有效容积：匕=%()0+门=8(0.0168+1)=8.135/(2)理想管式反应器，一级不可逆反应：(-rA)=kCAVK—(]V()T=8x0.

10、0168=0.1344/w3(3)单级连续反应釜，一级不可逆反应：(-rA)=k