反应工程7-10章习题答案ppt课件

1、.,7-36,醋酸甲酯的水解反应如下： 产物 在反应中起催化作用。已知反应速度与醋酸甲酯和醋酸的浓度成正比。 （1）间歇反应器中，醋酸甲酯和醋酸初始浓度分别为500mol/m3和50mol/m3。实验测得当反应时间为5400s时，醋酸甲酯的转化率为70%，求反应速率常数和最大反应速度。 （2）CSTR，要使醋酸甲酯转化率达到80%，停留时间应为多少？ （3）PFR，要使醋酸甲酯转化率达到80%，停留时间应为多少？ （4）CSTR与PFR串联，要使醋酸甲酯转化率达到80%，总停留时间应为多少？各反应器中停留时间分别为多少？ （5）循环流动反应器，进料为纯的醋酸甲酯，初始浓度仍为500mol/m3

2、，出口醋酸甲酯转化率为80%，要使停留时间最小，循环比应为多少？,（1）,.,（2）,（3）,（4）,.,（5）,.,7-37,在一定的反应温度下A发生下述平行反应： 其中R是主产物，S是副产物。原料为纯的反应物A，初始浓度为10kmol/m3。出口A的转化率为80%。比较CSTR和PFR中，R的选择率、收率及停留时间。反应过程中体积的变化可忽略不计。,.,8-1,等温固定床反应器，气固催化反应 ，一级反应，已知反应器直径为10mm。进口气体流量36L/h，催化剂颗粒直径1mm，在反应温度下，反应速率常数k=0.1s-1（以催化剂体积为基准）。假定反应物系气体密度为1kg/m3，粘度为3*10

3、-5Pa.s，扩散系数为4*10-5m2/s，估算 ？,.,8-2,流化床反应器，气固催化，反应速率方程 ，已知k=0.741s-1，气速为0.2m/s，气体扩散系数为8*10-5m2/s，气体密度为0.558kg/m3，粘度为3*10-5Pa.s，床层孔隙率 ，颗粒平均直径为4*10-4m，流化床传质关联式为 ，估算 ？,.,8-7,一级流固催化反应，在 的球形催化剂颗粒上进行，床层孔隙率 ，流体线速度为u=0.1m/s，以固定床反应速率常数k=0.5s-1算，计算下列两种情况外扩散的影响： （1）流体混合平均密度 ，黏度 ，扩散系数 。 （2）流体混合平均密度 ，黏度 ，扩散系数 。,(1

4、),.,(2),.,8-14,固体催化剂上进行A的一级分解反应，已知颗粒直径dp=2.4mm，固体颗粒与气体给热系数h=167.2kJ/(m2h)，传质分系数kg=300m3/(m2(cat)h)，颗粒有效扩散系数De=5*10-5m3/(m(cat)h)，颗粒有效导热系数 ，反应参数： 求：(1)气膜阻力是否有影响； (2)内扩散阻力是否有强的影响； (3)估计颗粒内部温度差以及颗粒表面与气流主体的温度差。,(1),.,(2),(3),.,8-15,在一转框反应器中测得气固催化反应实验数据如下表： 若颗粒温度均匀，且等于气流主体温度，试分析内外传质阻力情况。,由（1）（2）组，dp相同，N不

5、同，但RA不变，表明外扩散不存在影响； 由（2）（3）组，dp不同，N相同，但RA不同，表明内扩散影响严重。,.,8-18,用直径6mm的球形催化剂颗粒进行一级不可逆反应，气相主体中反应物A的摩尔分率为0.5，操作压力为0.10133MPa，温度为500，已知单位体积床层的反应速率常数k=0.333s-1，床层孔隙率为0.5，组分A的粒内有效扩散系数De= 2.96*10-3cm2/s ，外扩散系数为40m/h，求： （1）催化剂的内表面利用率，并判断内扩散影响程度； （2）催化剂外表面浓度cA，es，并判断外扩散影响程度； （3）计算表观反应速率。,(1),.,(2),(3),*例8-12（

6、p131）化学反应工程原理例题与习题,.,8-21,苯加氢制环己烷的催化反应，反应温度为150，测得反应速率常数k=5s-1，有效扩散系数De= 0.2cm2/s。求：（1）当颗粒直径为100m时，内扩散影响是否排除；（2）若保持催化剂内部效率因子 ，则催化剂颗粒直径应该是多少。,(1),(2),.,10-1,已知反应 ，液体平均热熔为1.003 kJ/(kgK), 密度为0.5 kg/m3，反应热为(-H)=125.4 kJ/mol A，在总压为0.1 MPa，T=325以下，以8%的A和92% B（V/V）的原料气，40 kmol/h，流率通过反应器，求该过程的绝热温升？,.,10-2,醋酸乙烯生产在列管式反应器中进行，已知反应活化能E=50.16kJ/mol，床层平均温度为130，床层热点温度为188，试从反应器热稳定性要求计算冷却介质温度。,.,10-7,一级不可逆热反应 ，在容积Vr=1.5 m3的CSTR中绝热操作。原料中A的浓度为cA0=0.4 mol/L，进料流量为100 L/min，进料温度为288K，反应速率方程为： 反应热(-H)=