化学反应工程作业习题二.ppt

习题二解答 浙江工业大学化材学院刘华彦 P2 6 放热反应A B C在绝热条件下进行 记录实验数据如下组分A的入口摩尔流率为300mol min 1 转化率达到40 时所需的PFR和CSTR反应器体积各为多少 2 在什么样的转化率范围内 PFR和CSTR反应器体积才是相等的 3 在一个10 5L的CSTR中 能达到的最大转化率是多少 4 如果一个7 2L的PFR后面串联一个2 4L的CSTR 可达到的转化率是多少 5 如果一个2 4L的CSTR后面串联一个7 2L的PFR 可达到的转化率是多少 6 画出作为PFR体积 最大可达10L的函数的转化率和反应速率曲线图 重新处理动力学数据 1 VPFR 0 4 VCSTR 0 4 2 Xin Xout 0 4 0 6之间CSTR和PFR体积相等 3 VCSTR 10 5L Xmax 尝试过Polymath求解 4 VPFR 7 2L VCSTR 2 4L串联VPFR 7 2L X1 0 4VCSTR 2 4L 5 VCSTR 2 4L VPFR 7 2L串联VCSTR 2 4L X1 0 4VPFR 7 2L 6 VPFR 10L rA VPFR X VPFR P2 8 图P2 8 a 所示的为A组分液相降解过程的非等温非基元反应的CA0 rA对XA关系图 1 考虑图P2 8 b 所示的一个CSTR与PFR串联的两种情形 中间转化率为0 3 最终转化率0 7 如何排布反应器才能使总体积最小 并且解释其原因 CSTR PFRPFR CSTR第二种情形可使总体积最小 2 如果体积流率为50L min 最小的总体积是多少 PFR CSTR 3 有没有比上述两个体系更好的方案 即不用上述方案 达到70 转化率的最小体积 4 对一个CSTR或PFR 转化率为多少时所需的反应器体积才相等 X的可能范围为 0 4 0 5 0 7 0 8 搜索到X 0 45和X 0 8时有VCSTR VPFR 5 利用图P2 8 a 的信息以及CSTR反应器设计方程 画一条 对X的曲线图 如果反应器体积为700L且体积流率为50L min 对这个反应器其可能的出口转化率 即多稳态 是多少 P2 12 图2 1所示的曲线是典型的等温反应曲线 而图P2 12所示的曲线是在绝热状况下进行的典型的放热反应曲线 1 假定有含有等量催化剂的一个CSTR和一个PFR 对一个等温反应和绝热反应 应怎样安排这两个反应器才能使转化率达到80 时 每种情况下所用的催化剂量最小 等温反应 单个PFR绝热反应 CSTR串PFR 2 在一个含有催化剂颗粒的完全混合的反应器 例如CSTR 中 转化率达到80 时所需的催化剂量是多少 3 为了达到40 的转化率 CSTR反应器所需的催化剂量是多少 4 为了达到80 的转化率 PBR反应器所需的催化剂量是多少 5 为了达到40 的转化率 PBR反应器所需的催化剂量是多少 6 画出作为PBR体积函数的反应速率及转化率曲线 rA FA0 m