化学反应工程作业习题二.ppt

1、习题二解答,浙江工业大学化材学院 刘华彦,P2-6,放热反应AB+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。

2、,重新处理动力学数据,(1)VPFR,0.4,VCSTR,0.4,（2）Xin, Xout =0.40.6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=0.4 VCSTR=2.4L,(5) VCSTR=2.4L, VPFR=7.2L 串联 VCSTR=2.4L ，X1=0.4 VPFR=7.2L,(6)VPFR10L,-rA VPFR, XVPFR,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

3、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+PFR PFR+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X0.45和X0.8时有VCSTR=VPFR,（5）利用图P2-8（a）的信息以及CSTR反应器设计方程，

4、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/F