反应工程复习题集

1、 简述气液反应过程的步骤？1）气相反应物A从气相主体通过气膜传至气流相界面，并在界面上达到气液相平衡；（2）反应组分A从气液相界面穿过液膜进入液相主体，并同时进行反应；（3）液相产物向液相主体内扩散，气相产物则向气液界面扩散穿过气膜进行气相主体4.气固相催化反应的步骤答：多相催化反应反应过程的步骤：（1）反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递；（2）反应组分从外表面向催化剂内表面传递；（3）反应组分在催化剂表面的活性中心上吸附；（4）在催化剂表面上进行化学反应；（5）反应产物在催化剂表面上吸附（6）反应产物从催化剂内表面向外表面传递（7）反应产物从催化剂的外表面向流体主体传递5.简述双膜理论

2、在气、液两相中沿相界面两侧存在一个气膜一个液膜。气、液两相中的传质阻力全部集中在两侧膜内。五、计算题1.考虑反应A3P,其动力学方程式为-r二-丄dnA二knA，试推导在aVdtV恒容下以总压P表示的动力学方程式？解1dn-rAVdtdCdtA=-rAVdtdCdtA=kCt=0Cao0Caot=tCa3(Cao-Ca)3Cao-2CaP0=CaoRTP=(3Cao-2Ca)RT推出Ca二2p0Zp滞可得=kC=kCAdt3P一Pd(o)3pp2R丿=kPoZLdt2RTdP=k(3P-P)dto2.反应A+R+S,己知Vr=1L,物料进料速率Vo=0.5L/min,RoCAo=CBo=0.0

3、5mol/L,动力学方程式为(-rA)=kcAcB,其中k=100L/(mol.min).求:.欲用全混流反应器得到相同的出口转化率,反应器体积应多大?.若全混流反应器体积Vr=1L，可达到的转化率为多少？T=V/u“CXA%A00-rAV=C卜倬uA00kC2(1-x)2TOC o 1-5 h zA0A1xx=A=A0.5kC(1-x)100 x0.05(1-x)AOAAxA=90.9%AT=T=V/u=CAOXa:(CAOXXA)三kXCAO2X(1-心可=22minV=uXT=11LVCxT=AOAvkCC0AB10.05xx=A0.5100 x0.05x(1-x)Ax=73%A3、乙烯

4、氧化生成环氧乙烷为银催化剂上的气固相催化反应，进入反应器的气体组成(摩尔比)：C2H4：15%,O2:7%,CO2：10%,其余为Ar、N2；出反应器气体中现已知：C2H4：13.1%,O2：4.8%。试计算乙烯的转化率、环氧CH+0.5OTCHO乙烷的选择性及收率。(CH+3OT2CO+2HO)24222解以100mol进料为基准，以a、p表示环氧乙烷及二氧化碳的生成量，C2H4O2C2H4OCO2H2O惰总计进口157010068出口15-a-p/27-a/2-3p/2a10+pp68100-a/2进行物料衡算，结合出口条件可知：15一卩/2二0.131则可求得a=1.504mol,则可求

5、得a=1.504mol,p=7/2-1-5p二0.048100-a/20.989mol乙烯反应量：1.5040.989/2=1.9985mol转化率：1.9985/15=0.1333收率：1.504/15=0.1003选择率：1.504/1.9985=0.7526某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70C用间歇反应器以HSO作催化剂进行缩聚反应而生产的,实验测得反应动力学方程为:24(-r)=kc2AAk=1.97X10-3m3/kmol.minCA0=4kmol/m3若每天处理2400kg己二酸，每批操作辅助生产时间为lh,反应器装填系数为0.75,求:.转化率为0.8,0.9时，所需反应时间为多少？.求转化率为0.8时所需反应器体积为多少？并进行圆整?(已知己二酸的分子量M=146)解(1)t解(1)t=CA0jxA0dxA-rA1t=1t=CA0_1kCA0 xdxXAA0k(1-x2Ax)亠)1一xAx=0.8时t=3.04x104(s)=8.46hAx=0.9时t=6.85x104(s)=19.02hA(2)F=100/146=0.685(kmol/h)A0v=F/C=0.685/4=