聚合反应工程

1、习题二 1. 在一等温操作的间歇反应器中进行某一级液相反应，13min后反应物转化掉70%。今若把此反应移至平推流反应器或全混 流反应器中进行，为达到相同的转化率，所需的空时和空速各是多少？ 2. 在555K及0.3MPa在平推流管式反应器中进行反应：A-P,已知进料中含30%A（摩尔百分数），其余为惰性物料, 3 加料流量为6.3moi/s ,动力学方程式为 _rA = 0.27nAmol/m *s，为了达到95%专化率，试求： （1）所需空速为多少？ （2）反应器容积大小。 3. 液相反应A -P在一间歇反应器中进行，反应速度如下表所示： CAmol/l 0.1 0.2 0.3 0.4 0

2、.5 0.6 0.7 0.8 1.0 1.3 2.0 （-a ） mol/l ?min 0.1 0.3 0.5 0.6 0.5 0.25 0.1 0.06 0.05 0.045 0.042 （1）若 CA0=1.3mol/l , CAf=0.3mol/l，则反应时间为多少？（2）流反应器中进行，CA0=1.5mol/l , FA0=1000mol/hr，求 xA=0.80 时所需反应器大小。（3）当CA0=1.2mol/l，FA0=1000mol/hr，xa=0.75时，求所需的全混流釜式反应器大小。 4. 均相气相反应 A 3P,服从二级反应动力学。在0.5MPa 350C和V0=4mi/h

3、r下，采用一个2.5cm内径、2m长的实验 反应器，能获得60%专化率。为了设计工业规模反应器，当处理量为320nn/hr，进料中含50%惰性物料时，在2.5MPa和350C下 反应，为了获得80%专化率，（1）需用2.5cm内径、2m长的管子多少根？ （ 2）这些管子应以平行或串联联结？假设流动状况为 平推流，忽略压降，反应气体符合理想气体行为。 5丙烷热裂解为乙烯的反应可表示为 C3H8 -GH+CH （忽略副反应）在 772C等温反应时，动力学方程式为-dpdt=kp a 其中k=0.4hr-1。若系统保持恒压，P=0.1MPa V0=800l/hr （772C，0.1MPs），求当Xa

4、=0.5时，所需反应器体积。 6理想气体分解反应 A-P+S在初始温度为 348K压力为0.5MPa反应器容积为 0.25M3下进行，反应的热效应在 348K时为 -5815J/mol，假定各物料的比热在反应过程中恒定不便，且分别为CPA=126J/mol?K, CPP=CPS=105J/mol ?K;反应速度常数如下表所 示： 7.气相反应 A+B * P,反应的动力学方程式为 T, K 345 350 355 360 365 K, hr-1 2.33 3.28 4.61 7.20 9.41 试计算在绝热情况下达到 90%转化率所需的时间 （-：）XpaPb-吳）mol/hr *m3 其中 k = k0 exp（ E / RT） k0=1.26*10-4 E=21.8*103,K=7.18*10 -7exp（29.6*103/RT）,已知 PA0=0.05MPa, PB0=0.05MPa, Pp0=0, P=0.1MPa。求最优温度与转化率的关系。 8. 一级反应A-P,在一体积为VP的平推流反应器中进行，已知进料温度为150C，活化能为84kJ/mol，今如改用全混流反应 器，其所需体积为 Vm,则Vm/Vp应为如何