资源描述：
《高等反应工程复习题.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、例1.1拟在等温间歇反应器进行氯乙醇的皂化反应：ClCH2CH2OH＋NaHCO3→OHCH2CH2OH＋NaCl＋CO2乙二醇产量为20kg／h。使用15％的NaHCO3水溶液及30％(均为质量)的氯乙醇水溶液作原料，摩尔比为1∶1，混合液密度为1.02kg/L。该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级，在反应温度下反应速率常数等于5.2L／(mol·h)。要求氯乙醇转化率达到95％。(1)若辅助时间为0.5h，试计算反应器的有效体积。(2)若装填系数取0.75，试计算反应器的实际体积。例1.4确定由纯乙烷裂解年产3亿磅乙烯，转化率
2、为80%时所需活塞流反应器体积。反应为不可逆且遵循基元反应速率方程，反应在6atm和1100K的条件下等温操作。已知1000K时，k=0.072s-1，活化能为82kcal/mol。1磅=0.4536kg。例1.3n乙二醇可用作抗冻剂和生产聚酯、瓶子及胶片。n希望年产2亿磅乙二醇，反应器等温操作。浓度为16mol/l的环氧乙烷水溶液A与等体积含有0.9％（质量）的硫酸催化剂水溶液一起加入反应器中。如果达到80％转化率，确定反应器体积。反应速率常数为0.311min-1,1磅=0.4536kg例3.乙烯氧化生产环氧乙烷。乙烯和氧
3、气按化学计量比进入260℃等温操作填充床反应器中，10atm下乙烯进料流率为136.2mol/s假定用10个管束式反应器，每个反应器中有100根直径为1.5in装有催化剂的管子。反应流体的性质与该温度压力下空气性质相同，催化剂颗粒直径为0.635cm，颗粒密度为1.923g/cm3，空隙率为0.45。若使转化率达到60%，计算所需催化剂的质量。（等温反应）260℃时k=0.0141mol/(atm·g·h)，A为乙烯。n根据绝热反应热量衡算式，当进口温度T0一定时，热容项的大小会影响x~T曲线斜率。若改变惰性气体含量，有何影响
4、？讨论：放热反应：A→B，yA0=0.5,其余为惰性组分，当yA0增大或减小时，达到相同转化率所需温度是否相同？CSTRn例1（8-4）：在绝热CSTR反应器中生产丙二醇，将19.55kmol/h的环氧丙烷加入反应器，原料由(1)等体积的环氧丙烷（1.32m3/h）和甲醇（1.32m3/h）,(2)含0.1%（质量）硫酸的水组成，水的体积流率为6.6m3/h。甲醇和水的流率分别为32.63kmol/h和366kmol/h。两种进料混合前的温度均为14.4ºC，混合后温度为23.9ºC。反应对环氧丙烷为一级,对水为零级，速率常数
5、k：k=16.96×1012e-75334/RT，h-1,E单位J/mol。CPA=84.45kJ/（kmol·ºC）,CPB=41.9kJ/（kmol·ºC）CPC=107kJ/（kmol·ºC）,CPM=19.5kJ/(kmol·ºC）反应热为△HR=-84590-16.27（T-293）J/molA：环氧丙烷；B：水；C：丙二醇；M：甲醇A+B+M=Cnnn例（8-6）在活塞流反应器中进行正丁烷液相异构化反应。反应在高压条件下绝热进行，处理量为378.5m3/d，进料为摩尔分率为90%正丁烷和10%异戊烷的混合物，进料温
6、度为330K，计算转化率为40%时反应器体积。已知：k(360K)=31.1h-1，△HR=-6900J/(mol·K)，丁烷的CP=141J/(mol·K)，异戊烷CP2=161J/(mol·K)E=65.7kJ/mol，KC（60℃）=3.03，CA0=9.3kmol/m3。例9-4：在带有换热器的CSTR反应器中生产丙二醇，始态下500gal反应器中仅有750F的水（含0.1%质量硫酸）。进料由801bmol/h的环氧丙烷A和10001bmol/h的水B（含0.1%质量硫酸）及1001bmol/h的甲醇M组成。绘出温度和
7、浓度随时间变化图。反应对环氧丙烷为一级,对水为零级，速率常数k：k=16.96×1012e-75334/RT，h-1,E单位J/mol。CPA=84.45kJ/（kmol·ºC）,CPB=41.9kJ/（kmol·ºC）CPC=107kJ/（kmol·ºC）,CPM=19.5kJ/(kmol·ºC）反应热为-36000Btu/1bmolA冷却水流量为51b/s,UA=16000Btu/(h0F),Ta1=600F,ρA=0.9321bmol/ft3,ρB=3.451bmol/ft3,ρC=1.541bmol/ft3A：环氧丙烷
8、；B：水；C：丙二醇；M：甲醇例3.6在全混流反应器中进行反应A→R，其速率方程为rA=kCAkmol/(m3·s)，k=8×1015exp(-16000/T)s-1，△HR=-200000kJ/kmol,cp=4000kJ/(m3K),MA=MR=100,CA0=3kmol
