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1习题六——解答浙江工业大学化材学院2P6-6A对于下列气相反应B为主产物,X、Y为副产物,且分离成本较高。反应速率常数为27℃时的数值。反应在CSTR内进行,反应温度为27℃,压力为4atm,A以10L/min的体积流率进入反应器。345(2)当A的转化率为50%时,反应器的体积为多少?6(3)反应器出口A,B,X,Y的浓度是多少?7(4)如果A的转化率为90%,反应器体积为多少?8(5)设E1=20000cal/mol,E2=10000cal/mol,E3=30000cal/mol。对于停留时间为10min,A的进料浓度0.1mol/L的CSTR反应器,你认为应该在什么温度下操作更好?P6-11CSTR中进行的液相反应,温度325K反应器浓度:(1)计算r1A,r2A,r3A(2)计算r1B,r2B,
r3B(3)计算r1C,r2C,
r3C(4)计算r1D,r2D,
r3D(5)计算r1E,r2E,
r3E(6)计算A、B、C、D、E的净生成速率(7)进料体积流量为100L/min,A的浓度为3mol/L时,计算CSTR体积P6-13等温液相反应在50L的PFR中进行已知:反应动力学反应动力学(1)做出各组分浓度和A的转化率随50LPFR反应器长度(或体积)的变化关系曲线d(CA)/d(V)=rA/v0d(CB)/d(V)=rB/v0d(CC)/d(V)=rC/v0d(CD)/d(V)=rD/v0d(CE)/d(V)=rE/v0d(CF)/d(V)=rF/v0d(XA)/d(V)=-rA/FA0rA=-kD1*CA*CB^2-3*kE2*CA*CDrB=-2*kD1*CA*CB^2-kF3*CB*CC^2rC=kD1*CA*CB^2+kE2*CA*CD-2*kF3*CB*CC^2rD=kD1*CA*CB^2-2*kE2*CA*CD+kF3*CB*CC^2rE=kE2*CA*CDrF=kF3*CB*CC^2v0=10FA0=15kD1=0.25kE2=0.1kF3=5CA(0)=1.5CB(0)=2CC(0)=0CD(0)=0CE(0)=0CF(0)=0XA(0)=0V(0)=0V(f)=50(2)确定50LCSTR反应器出口浓度及转化率f(CA)=rA*V/v0-CA+CA0f(CB)=rB*V/v0-CB+CB0f(CC)=rC*V/v0-CC+CC0f(CD)=rD*V/v0-CD+CD0f(CE)=rE*V/v0-CE+CE0f(CF)=rF*V/v0-CF+CF0f(XA)=-rA*V/FA0-XArA=-kD1*CA*CB^2-3*kE2*CA*CDrB=-2*kD1*CA*CB^2-kF3*CB*CC^2rC=kD1*CA*CB^2+kE2*CA*CD-2*kF3*CB*CC^2rD=kD1*CA*CB^2-2*kE2*CA*CD+kF3*CB*CC^2rE=kE2*CA*CDrF=kF3*CB*CC^2v0=10FA0=15kD1=0.25kE2=0.1kF3=5CA0=1.5CB0=2CC0=0CD0=0CE0=0CF0=0V=50CA(0)=0.75CB(0)=1CC(0)=0.5CD(0)=0.5CE(0)=0.5CF(0)=0.5XA(0)=0.5CalculatedvaluesofNLEvariables
VariableValuef(x)InitialGuess1CA0.6083162-1.155E-140.752CB0.7927325-9.931E-121.3CC0.1126657-1.977E-110.54CD0.45352789.898E-120.55CE0.1379442-1.943E-160.56CF0.25156499.892E-120.57XA0.59445597.883E-150.5
(3)若反应在含有40L液体的间歇反应器中进行,做出各组分浓度及转化率随时间的变化关系曲线。考虑两种情况:A注入B中;B注入A中。比较两种情况的不同之处。d(CA)/d(t)=rA+v0*(CA0-CA)/Vd(CB)/d(t)=rB-v0*CB/Vd(CC)/d(t)=rC-v0*CC/Vd(CD)/d(t)=rD-v0*CD/Vd(CE)/d(t)=rE-v0*CE/Vd(CF)/d(t)=rF-v0*CF/VXA=1-V*CA/(v0*CA0*t)V=V0+v0*trA=-kD1*CA*CB^2-3*kE2*CA*CDrB=-2*kD1*CA*CB^2-kF3*CB*CC^2rC=kD1*CA*CB^2+kE2*CA*CD-2*kF3*CB*CC^2rD=kD1*CA*CB^2-2*kE2*CA*CD+kF3*CB*CC^2rE=kE2*CA*CDrF=kF3*CB*CC^2v0=10V0=40CA0=1.5kD1=0.25kE2=0.1kF3=5CA(0)=0CB(0)=2CC(0)=0CD(0)=0CE(0)=0CF(0)=0t(0)=1.0e-6t(f)=100d(CA)/d(t)=rA-v0*CA/Vd(CB)/d(t)=rB+v0*(CB0-CB)/Vd(CC)/d(t)=rC-v0*CC/Vd(CD)/d(t)=rD-v0*CD/Vd(CE)/d(t)=rE-v0*CE/Vd(CF)/d(t)=rF-v0*CF/VXA=1-V*CA/(V0*CA0)V=V0+v0*trA=-kD1*CA*CB^2-3*kE2*CA*CDrB=-2*kD1*CA*CB^2-kF3*CB*CC^2rC=kD1*CA*CB^2+kE2*CA*CD-2*kF3*CB*CC^2rD=kD1*CA*CB^2-2*kE2*CA*CD+kF3*CB*CC^2rE=kE2*CA*CDrF=kF3*CB*CC^2v0=10V0=40CA0=1.5CB0=2kD1=0.25kE2=0.1kF3=5CA(0)=1.5CB(0)=0CC(0)=0CD(0)=0CE(0)=0CF(0)=0t(0)=0t(f)=100(4)改变进入PFR中的B与A的比例(1<ΘB<10),结果如何?
CA0.5249CB0.2571CC0.1204CD0.4299CE0.1621CF0.2653XA0.6501CA0.0832CB0.6068CC0.0683CD1.1256CE0.1592CF0.5150XA0.9445CA1.e-10CB3.9065CC0.0060CD2.1155CE0.0219CF0.7252XA1.0CA7.2e-72CB11.276CC0.0018CD2.2276CE0.0036CF0.7455XA1.035P6-18B肯塔基9号煤的液化反应在悬浮反应器中进行,煤颗粒小于200目,溶解在400℃加氢饱和的回炼油中(250℃之前的减压馏分),反应顺序:所有反应均为一级反应。计算下列反应器中各组分的摩尔流量随停留时间变化的函数关系。煤(C)k1预沥青质(P)沥青质(A)油(O)k5k3k4k236(1)PFR反应器。(2)3m3的CSTR反应器。已知:煤
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