化学反响工程习题 第三章 - 教育文库 第三章 理想反响器 8.全混流反响器的定常态操作点的判据为_______ 9.全混流反响器稳定的定常态操作点的判据为_______、_______ 10.全混流反响器的返混_______ 11.平推流反响器的返混为_______ 14.假如将平推流反响器出口的产物局部的返回到入口处与原始物料混合，这类反响器为_______的平推流反响器 15.对于循环操作的平推流反响器，当循环比β→0时为_______反响器，而当β→∞时那么相当于_______反响器 16. 对于循环操作的平推流反响器，当循环比β→0时反响器内返混为_______，而当β→∞时那么反响器内返混为_______ 18. 对于反响级数n＜0的反响，为降低反响器容积，应选用_______反响器为宜 19. 对于反响级数n＞0的反响，为降低反响器容积，应选用_______反响器为宜 23.分批式操作的完全混合反响器非消费性时间t0不包括以下哪一项_______ A. 加料时间 B. 反响时间 C. 物料冷却时间 D. 清洗釜所用时间 2ol/l时，?rA?0.01CAmol/l?s，24.在间歇反响器中进展等温二级反响A → B，当CA0?1m求反响至CA?0.01mol/l所需时间t=_______秒。
〔D〕 A. 8500 B. 8900 C. 9000 D. 9900 ol/l时，25.在间歇反响器中进展等温一级反响A → B，?rA?0.01CAmol/l?s，当CA0?1m求反响至CA?0.01mol/l所需时间t=_______秒〔B〕 A. 400 B. 460 C. 500 D. 560 30.全混流釜式反响器最多可能有_______个定常态操作点〔C〕 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 31.全混流反响器中有_______个稳定的定常态操作点〔B〕 A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 33.一级不可逆液相反响A2R，CA0?2.30kmol/m， 出口转化率xA3?0.7，每批操作时间t?t0?2.06h，装置的消费才能为50000 kg产物R/天，MR=60，那么反响器的体积V为_______m〔C〕 A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4 P(主)A339.对于单一反响组分的平行反响大，那么最合适的反响器为_______。
〔A〕 S(副)，其瞬间收率?P随CA增大而单调增A. 平推流反响器 B. 全混流反响器 C. 多釜串联全混流反响器 D. 全混流串接平推流反响器 P(主)A40. 对于单一反响组分的平行反响S(副)，其瞬间收率?P随CA增大而单调下降，那么最合适的反响器为_______〔B〕 A. 平推流反响器 B. 全混流反响器 C. 多釜串联全混流反响器 D. 全混流串接平推流反响器 43.简述等温恒容平推流反响器空时、反响时间、停留时间三者关系？ 答：空时是反响器的有效容积与进料流体的容积流速之比反响时间是反响物料进入反响器后从实际发生反响的时刻起到反响达某一程度所需的反响时间停留时间是指反响物进入反响器的时刻算起到分开反响器内共停留了多少时间由于平推流反响器内物料不发生返混，具有一样的停留时间且等于反响时间，恒容时的空时等于体积流速之比，所以三者相等 2r?k2CA，E2，当E1＞E2时如何选择操作温度可以提r?kCR1A45.对于反响，，E1；S高产物的收率？ 答： 346.在间歇釜中一级不可逆反响，液相反响A → 2R，?rA?kCAkmol/m·h，k=9.52×9-1310exp[-7448.4/T] h，CA0?2.3 kmol/m，MR?60，CR0?0，假设转化率xA?0.7，装置的消费才能为50000 kg产物R/天。
求50℃等温操作所需反响器的有效容积？〔用于非消费性操作时间t0=0.75 h〕 解：反响终了时R的浓度为 CR?2CA0xA?3.22(kmol/m3) t?CA0?dxA1xAdxA11-?ln0kCk01?xAk1?xA A.4-7448k?9.52?109exp--0.92?273?50? xAt?11ln?1.31(h)0.921?0.7 VCRMR50000?t?t024 V?50000?2.06?22.2(m3)24?3.22?60 CH = CH2(A) + CH2 = CHCOOCH3(B)COOCH3(C)47. CH2 = CH该反响在全3混流反响器中进展，以AlCl3为催化剂，反响温度20℃，液料的体积流速为0.5 m/h，丁二33烯和丙烯酸甲酯的初始浓度分别为CA0?96.5 mol/m，CB0?184 mol/m，催化剂的浓度为CD?6.63 mol/m3速率方程?rA?kCACD，式中k=1.15×10-3 m3/mol·ks，假设要求丁二烯转化率为40%。
求：反响器的体积V； 解： A + B → C ?rA-dCA?kCACD?kCA0(1?xA)CDdt -CA0xACA0xAxA-?rAkCA0(1?xA)CDk(1?xA)CD 对于全混流反响器 ∵ -∴0.4?87.4(ks)?24.28(h)1.15?10?3?(1?0.4)?6.63 Vv0 v0?0.5m3/h -∵3V-v?24.28?0.5?12.14m0∴ 在分批式反响器内的反响时间为 t?CA0?xA0dxA1-rAkCD?0.40dxA?67(ks)1?xA 348. 在全混流反响器中一级不可逆反响，液相反响A → 2R，?rA?kCAkmol/m·h，k=9.529-13×10exp[-7448.4/T] h，CA0?2.3 kmol/m，MR?60，CR0?0，假设转化率xA?0.7，装置的消费才能为50000 kg产物R/天求50℃等温操作所需反响器的有效容积和它的容积效率?？〔用于非消费性操作时间t0=0.75 h〕 解：〔1〕进料速度v0 ?CR?2CA0xA ?v0CR?2CA0v0xA?5000024?MR 以CA0?2.3,xA?0.7,MR?60 v0?50000/(24?60?2?2.3?0.7)?10.78m3/h 〔2〕反响器有效容积V -?xAVCA0xA-v0kCAk(1?xA) ?V?v0xA?27.34m3k(1?xA) (3)t?CA0?xA0dxA1xAdxA11-?lnkCAk01?xAk1?xA .4-7448k?9.52?109exp--0.92273?50- t?11ln?1.31(h)0.921?0.7 -t-1.13?0.5162.54 3249. 现有一有效容积为0.75m的搅拌釜反响器，其内设置有换热面积为5.0m的冷却盘管。
欲利用改反响器来进展A→R的一级不可逆的液相反响，其速率常数.9-1?5525k?1.0788?109exp-(h)?J/molA，原料液中A的T-，反响热(-Hr)?20921浓度CA0?0.2mol/l，但不含反响产物R此原料液的密度ρ=1050g/l；定压比热3v?3m/h，反响器出口的反响液中CP?2.929〔J/g·℃〕0要求原料液的进料流率为CA?0.04mol/l总传热系数U=209.2〔KJ/m2·h·℃〕所用的冷却介质的温度为25℃试求满足上述反响要求所需的反响温度以及料液的起始温度T0 解：1)计算反响温度T CA1?CA01?k? (k?CA0?1)CA-(0.220.75?1)?180.043 5525.9]T k?1.0788?109exp[?根据 T?308.6K T0?T?2〕V(?rA)(-Hr)?UA(T?Tm)]v0?cP 18?0.04?0.75?20921?209.2?5?(308.6?298.16)?297.4K3?1050?2.929 2CH3COOH(C)乙酸酐发生水解，反响温度25℃，k=0.1556 3T0?308.6?50. (CH3CO)2 (A) + H2O(B)-1min，采用三个等体积的串联全混流釜进展反响，每个釜体积为1800 cm，求使乙酸酐的总转化率为60%时，进料速度v0。
解：初始浓度为CA0，分开第一釜为CA1，依次为CA2、CA3 ∵?1?CA0?CA1(?rA)1 (?rA)1?kCA1 CA0?CA1C11?A1-xA1?1?kCA1CA01?k?11?k?1 ∴?1?CA21?对第二釜CA11?k?2 对于等体积釜串联?1-2- CA211-x?1?A2CA0(1?k?)2(1?k?)2xA3?1?1(1?k?)3 同理 ∴τ=2.3〔min〕 ?51. 串联全混流反响器进展一级不可逆反响，假定各釜容积、温度一样，v0?V?1800?782.6(cm3/min)2.3 k?0.92(h?1),?0?10m3h,xA?0.9,试计算N为1，2，3的反响有效容积，如不考虑非消费性操作时间的条件下分批式反响器的有效容积 xA,N?1?解：利用 1(1?k?i)N N(个) 1 2 3 V〔m〕 97.8 47.0 37.6 假设采用分批式 31111ln?ln?2.503hk1-0.921?0.9t?A t-VB,其中?为N?1时V 97.8?9.78h10 2.503?VB-97.8?25.03m39.78 -52.应用两个按最优容积比串联的全混流釜进展不可逆的一级液相反响，假定各釜的容积和操作温度都一样，此时的速率常数k=0.92h，原料液的进料速度v0=10m/h，要求最终-13转化率xA?0.9，试求V1、V2和总容积V。
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