化学反应工程习题答案 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/4/24 21:03:55星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

填空

1.质量传递、热量传递、动量传递 2.分批式操作、连续式操作、半分批式 3.反应速率

1CA0[(K2/K1)1/2?1]2、K1K2 4.

5.主反应、副反应 6.提高温度

7.平均停留时间、反应时间、空时 8.反应器的有效容积、进料流体的容积流速

?(E2?E1)kEC(1??A)Rln'01A0k0E2(CR0?CA0?A)

9.

10.零、最大 选择

1. B 2. C 3. A 4. C 5. A 6. B 7. B 8. D 9. B 10. D 简答

1.参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。均相反应动力学是研

究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响,并确定表达这些影响因素与反应速率之间定量关系的速率方程。

2.通常所指的理想反应器有两类:理想混合(完全混合)反应器和平推流(活塞流或挤出流)

反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合,器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动,不存在不同停留时间的物料的混合,所有的物料在器内具有相同的停留时间。

k10rRk10e?E1/RTSR??C?eA?E2/RTrSk20ek203.对于平行反应

E2?E1RTCA,所以,当E1>E2时应尽可能

提高反应温度,方可提高R的选择性,提高R的收率。

4. 空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。反应时间是反应物料进入反应器

后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。由于平推流反应器内物料不发生返混,具有相同的停留时间且等于反应时间,恒容时的空时等于体积流速之比,所以三者相等。

5.反应物料一次性投入反应器内,在反应过程中,不再向器内投料,也不出料,待达到反应

要求的转化率后,一次性出料,每批操作所需生产时间为反应时间与非生产性时间之和,非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用于非反应的一切辅助时间。

计算

1. 解:设在时间t时乙烯酮和甲烷的浓度分别为x和y,初始为

CA0,则

dx?k1(CA0?x?y)dt dy?k2(CA0?x?y)dt

d(x?y)?(k1?k2)(CA0?x?y)dt相加得

d(x?y)?(k1?k2)dtC?(x?y)将其积分A0

ln

CA0?(k1?k2)tCA0?(x?y)

1) 当转化率为99%时

x?y?0.99CA0

t?11ln?0.549s4.65?3.741?0.99

SP?2) 瞬时选择性为

dxdy

xk14.65??yk23.74

积分得

S?

x?55.4%y

2.解:

RCH2OH(g)?RCHO(g)?H2(g)

A B C

t=0 nA0 0 0 t=t nA0-x x x

n总?nA0?x

由k可知该反应为二级反应

2nAdx2?kCA?k2V VdtV?理想气体

n总RTP

k(nA0?x)2dx?dt(nA0?x)RT/P

(nA0?x)dxkPdt?2RT

∴(nA0?x)将其积分

?x0tkPdt?nA0?x?dx??22??0RT(n?x)(n?x)A0?A0?

t?RT?2xx??ln(1?)??kP?nA0?xnA0?

x?20%n当A0,带入得t=138min

nA0?x0.8nA0nA0??0.8CA0(n?x)RT/PnA0RT/P

对于V,应有A0x?当

3. 解:1)计算反应温度T

nA09,带入得t=66.1min

CA1?CA01?k?

(k?CA0?1)CA0.220.75?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)?306.2K3?1050?2.929

T0?308.6?

CAdCAdCA111t???????(?)CA0?rCA00.35C20.35CCAAA0 A4.解:

CA