典型反应器练习题2

1、典型反应器练习题21 在间歇操作的理想搅拌釜式反应器中，用醋酸和丁醇生产醋酸丁酯，反应方程式为：CH3COOH+C4H9OHCH3COOC4H9+H2O反应物配比为：n (醋酸) ：n(丁醇)=1 ：4.97。假设反应前后物料密度不变，均为750 kgm-3。当反应在373 K下进行，醋酸转化率达50时需800 s，而加料、卸料、清洗等辅助时间为1200 s。现要求每天生产2400 kg醋酸丁酯，试计算反应釜的容积（装料系数=0.75）2 在全混流反应器中进行二级反应AR，反应速度方程为(-rA)=kc，转化率为50。若将反应器体积放大为原来的6倍，其它条件保持不变，试问转化率有何变化？3 某

2、一均相液相反应AR，其动力学方程为： (-rA)=kcA k=0.20 min-1 当该反应在一个间歇操作的理想搅拌釜式反应器中进行时，反应物A的起始浓度cA,0=4.0103 molm-3，最终转化率xA90。该反应器有效容积为1.0 m3，每天只能处理3釜料液。（1）现拟将搅拌釜由间歇操作改为连续操作，并使之达到全混流，试问每天处理物料液量将可增大多少倍？（2）若改造后的全混流反应器，每天处理物料液量增大到36 m3，试问出口转化率将发生多大变化？A的出口浓度将会多大4 在体积为510-3 m3的连续操作理想搅拌釜中进行不可逆液相反应：A2R，反应物以cA,0=1103 kmolm-3的浓

3、度加入。此反应的反应速度方程为：(-rA)=0.0036cA， mols-1m-3试求：（1）若进料的体积流量为210-6 m3s-1，则出口处R的浓度为多少？（2）其它操作条件不变，反应改为在相同体积的活塞流管式反应器中进行，要求产物R的出口浓度为1.5103 molm-3，则进料的体积流量可达到多少？5 用全混流反应器进行拟一级不可逆反应乙酸酐水解，其反应式为：(CH3CO)2O+H2O2CH3COOH在40 时，反应速度常数k=610-3 s-1。若反应器的体积为1 m3，物料的初始体积流量为810-3 m3s-1，试求：（1）乙酸酐的转化率；（2）若要使出口转化率增加1倍，其余条件不变

4、，反应器的有效体积应为原来的多少倍？6 在间歇操作的搅拌釜式反应器中进行等温反应A+BR，已知反应速度方程(-rA)=kcAcB,式中反应速度常数k=0.3 Lmol-1min-1。假定反应过程中物料密度不变。当A,B的初始浓度cA,0= cB,0=0.2 molL-1时，求反应150 min后反应物浓度cA。参考答案1需CH3COOH的量：=4.7910-4 kmols-1总投料量：4.7910-460+4.7910-44.9774=0.20 kgs-1qV,0=2.7310-4 m3s-1V=2.7310-4(1800+1200)=0.82 m3VR=1.09 m32kcA,0=2体积增加

5、后，=6 kcA,0=26=126 kcA,0=12整理得：12xA2-25xA+12=0 xA=0.753（1）全混流反应器的日处理量计算公式： 全混流反应器日处理量 (qV,0)CSTR=1.32 m3h-1 =32 m3d-1间歇反应器日处理量 (qV,0)IBR=1.03=3.0 m3间歇釜改为连续釜后，日处理量增大倍数： =9.710倍（2）全混流反应器日处理量为36 m3时=0.667 h-1xA =0.89=89%cA =4.44102 molm-34（1）对于全混流反应器，即 cA,0 xA-(-rA)=0其中=2.5103 s (-rA) =0.0036 cA=0.0036

6、cA,0 (1-xA ) 故cA,0 xA-0.0036 cA,0 (1-xA )=0 xA-0.00362.5103(1-xA )=0 xA =0.9即出口处R的浓度为2 cA,0 xA =1.8103 molm-3(2) 改为在活塞流管式反应器里进行由=则=根据出口处R的浓度为1.5103 molm-3则2 cA,0 xA =1.5103 xA =0.75=75%故qV,0=1.3010-5 m3s-15（1）=125 sxA=0.4286=42.86%（2）=1000 sV2= qV,0=810-31000=8 m3=8即反应器的有效容积应增加为原来的8倍。6cA=cA,0(1-xA)cB=cB,0-cA,0 xA=cB