反应工程复习资料

1. 乙酸酐发生水解，反应温度25，k=0.1556 min-1，采用三个等体积的串联全混流釜进行反应，每个釜体积为1800 cm3，求使乙酸酐的总转化率为60%时，进料速度。解：初始浓度为，离开第一釜为，依次为、。 对第二釜 对于等体积釜串联 同理 =2.3（min） 2.反应A B为n级不可逆反应。已知在300K时要使A的转化率达到20%需12.6分钟，而在340K时达到同样的转化率仅需3.20分钟，求该反应的活化能E。解： 即 达20%时， 式中M为常数 E=29.06（kJ/mol） 3. 用两串联全混流反应器进行一个二级不可逆等温反应，已知在操作温度下要求出口xA=0.9，计算该操作最优容积比和总容积V。解： 代入 总容积 4.应用两个按最优容积比串联的全混流釜进行不可逆的一级液相反应，假定各釜的容积和操作温度都相同，已知此时的速率常数k=0.92h-1，原料液的进料速度=10m3/h，要求最终转化率0.9，试求V1、V2和总容积V。解：对于一级不可逆反应应有 代入 得 整理得 ， 总容积 5.在间歇釜中一级不可逆反应，液相反应A 2R，kmol/m3h，k=9.52109exp-7448.4/T h-1，2.3 kmol/m3，60，0，若转化率0.7，装置的生产能力为50000 kg产物R/天。求50等温操作所需反应器的有效容积？（用于非生产性操作时间t0=0.75 h）解：反应终了时R的浓度为 6. 现有一有效容积为0.75m3的搅拌釜反应器，其内设置有换热面积为5.0m2的冷却盘管。欲利用改反应器来进行AR的一级不可逆的液相反应，其速率常数，反应热，原料液中A的浓度，但不含反应产物R。此原料液的密度=1050g/l；定压比热（J/g）。要求原料液的进料流率为，反应器出口的反应液中。总传热系数U=209.2（KJ/m2h）。所用的冷却介质的温度为25。试求满足上述反应要求所需的反应温度以及料液的起始温度T0。解：1)计算反应温度T 根据 2） 1气相基元反应A+2B2P在30和常压下的反应速率常数kc=2.65104m6kmol-2s-1。现以气相分压来表示速率方程，即(rA)=kPpApB2，求kP=?（假定气体为理想气体）解2有一反应在间歇反应器中进行，经过8min后，反应物转化掉80，经过18min后，转化掉90，求表达此反应的动力学方程式。解3反应A(g) +B(l)C(l)气相反应物A被B的水溶液吸收，吸收后A与B生成C。反应动力学方程为：rA=kcAcB。由于反应物B在水中的浓度远大于A，在反应过程中可视为不变，而反应物A溶解于水的速率极快，以至于A在水中的浓度恒为其饱和溶解度。试求此反应器中液相体积为5m3时C的生成量。已知k=1m3kmol-1hr-1，cB0=3kmolm-3，cA饱和=0.02 kmolm-，水溶液流量为10m3hr-1。解1 考虑反应，其动力学方程为试推导在恒容下以总压表示的动力学方程。解2 反应，在恒容下用等摩尔H2，NO进行实验，测得以下数据总压/MPa0.02720.03260.03810.04350.0543半衰期/s26518613510467求此反应的级数。解ParameterValueErrorA1.602170.01399B-1.99460.00834Y = A + B * X3 在全混流反应器中进行如下等温液相反应：2ABCrc=k1cA2AB2DrD=2k2cAcBA的初始浓度为2.5kmolm-3，A和C的出口浓度分别为0.45和0.75kmolm-3。假设进口物流中不含B、C、D，反应时间为1250sec，求：1. 出口物流中B和D的浓度；2k1和k2 。4 A和B在水溶液中进行反应，在25下测得下列数据，试确定该反应反应级数和反应速度常数。时间/s116.8319.8490.2913.81188cA/kmolm-399.090.683.070.665.342.4cB/kmolm-356.648.240.628.222.90解由cA-cB=42.4可知反应应按下列方式A+B产物进行设为二级反应积分得： 以对t作图若为直线，则假设正确。由cA0-cB0=42.4整理得数据如下：t116.8319.8490.2913.811880.01320.01490.01690.02160.0247线性回归：Y = A + B * XParameterValueErrorA0.011661.84643E-4B1.08978E-52.55927E-75 丁烷在700，总压为0.3MPa的条件下热分解反应：C4H102C2H4+H2(A) (R） (S)起始时丁烷为116kg，当转化率为50%时，求此时。解6 在间歇搅拌槽式反应器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反应式为：反应物配比为：A(mol):B(mol)=1:4.97，反应在100下进行。A转化率达50需要时间为24.6min，辅助生产时间为30min，每天生产2400kg醋酸丁酯（忽略分离损失），计算反应器体积。混合物密度为750kgm-3，反应器装填系数为0.75。解7 反应A+BR+S，已知VR=0.001m3，物料进料速率V0=0.510-3m3min-1，cA0=cB0=5molm3，动力学方程式为rA=kcAcB，其中k=100m3kmol-1min-1。求：(1)反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少？(2)欲用全混流反应器得到相同的出口转