《化学反应工程作业习题六》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化学反应工程作业习题六（40页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1,习题六解答,浙江工业大学 化材学院,2,P 6-6A 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。,3,4,5,（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
2、应该在什么温度下操作更好？,P6-11 CSTR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50L PFR反应器长度（或体积）的变化关系曲线,d(CA)/d(V) = r
3、A / v0 d(CB)/d(V) = rB / v0 d(CC)/d(V) = rC / v0 d(CD)/d(V) = rD / v0 d(CE)/d(V) = rE / v0 d(CF)/d(V) = rF / v0 d(XA)/d(V) = -rA / FA0rA = -kD1 * CA * CB 2 - 3 * kE2 * CA * CD rB = -2 * kD1 * CA * CB 2 - kF3 * CB * CC 2 rC = kD1 * CA * CB 2 + kE2 * CA * CD - 2 * kF3 * CB * CC 2 rD = kD1 * CA * CB 2
4、- 2 * kE2 * CA * CD + kF3 * CB * CC 2 rE = kE2 * CA * CD rF = kF3 * CB * CC 2v0 = 10 FA0 = 15 kD1 = 0.25 kE2 = 0.1 kF3 = 5CA(0) = 1.5 CB(0) = 2 CC(0) = 0 CD(0) = 0 CE(0) = 0 CF(0) = 0 XA(0) = 0V(0) = 0 V(f) = 50,(2)确定50L CSTR反应器出口浓度及转化率,f(CA) = rA * V / v0 - CA + CA0 f(CB) = rB * V / v0 - CB + CB0 f
5、(CC) = rC * V / v0 - CC + CC0 f(CD) = rD * V / v0 - CD + CD0 f(CE) = rE * V / v0 - CE + CE0 f(CF) = rF * V / v0 - CF + CF0 f(XA) = -rA * V / FA0 - XArA = -kD1 * CA * CB 2 - 3 * kE2 * CA * CD rB = -2 * kD1 * CA * CB 2 - kF3 * CB * CC 2 rC = kD1 * CA * CB 2 + kE2 * CA * CD - 2 * kF3 * CB * CC 2 rD = k
6、D1 * CA * CB 2 - 2 * kE2 * CA * CD + kF3 * CB * CC 2 rE = kE2 * CA * CD rF = kF3 * CB * CC 2,v0 = 10 FA0 = 15 kD1 = 0.25 kE2 = 0.1 kF3 = 5CA0 = 1.5 CB0 = 2 CC0 = 0 CD0 = 0 CE0 = 0 CF0 = 0 V = 50CA(0) = 0.75 CB(0) = 1 CC(0) = 0.5 CD(0) = 0.5 CE(0) = 0.5 CF(0) = 0.5 XA(0) = 0.5,Calculated values of NL
7、E variables,(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) / V d(CB)/d(t) = rB - v0 * CB / V d(CC)/d(t) = rC - v0 * CC / V d(CD)/d(t) = rD - v0 * CD / V d(CE)/d(t) = rE - v0 * CE / V d(CF)/d(t) = rF - v0 * CF / V XA = 1 - V * CA / (v0
8、* CA0 * t) V = V0 + v0 * trA = -kD1 * CA * CB 2 - 3 * kE2 * CA * CD rB = -2 * kD1 * CA * CB 2 - kF3 * CB * CC 2 rC = kD1 * CA * CB 2 + kE2 * CA * CD - 2 * kF3 * CB * CC 2 rD = kD1 * CA * CB 2 - 2 * kE2 * CA * CD + kF3 * CB * CC 2 rE = kE2 * CA * CD rF = kF3 * CB * CC 2,v0 = 10 V0 = 40 CA0 = 1.5 kD1
9、= 0.25 kE2 = 0.1 kF3 = 5CA(0) = 0 CB(0) = 2 CC(0) = 0 CD(0) = 0 CE(0) = 0 CF(0) = 0t(0) = 1.0e-6 t(f) = 100,d(CA)/d(t) = rA - v0 * CA / V d(CB)/d(t) = rB + v0 * (CB0 - CB) / V d(CC)/d(t) = rC - v0 * CC / V d(CD)/d(t) = rD - v0 * CD / V d(CE)/d(t) = rE - v0 * CE / V d(CF)/d(t) = rF - v0 * CF / V XA =
10、 1 - V * CA / (V0 * CA0) V = V0 + v0 * trA = -kD1 * CA * CB 2 - 3 * kE2 * CA * CD rB = -2 * kD1 * CA * CB 2 - kF3 * CB * CC 2 rC = kD1 * CA * CB 2 + kE2 * CA * CD - 2 * kF3 * CB * CC 2 rD = kD1 * CA * CB 2 - 2 * kE2 * CA * CD + kF3 * CB * CC 2 rE = kE2 * CA * CD rF = kF3 * CB * CC 2,v0 = 10 V0 = 40
11、CA0 = 1.5 CB0 = 2 kD1 = 0.25 kE2 = 0.1 kF3 = 5CA(0) = 1.5 CB(0) = 0 CC(0) = 0 CD(0) = 0 CE(0) = 0 CF(0) = 0t(0) = 0 t(f) = 100,(4)改变进入PFR中的B与A的比例(1B10)，结果如何？,35,P6-18B 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。,36,（1）PFR反应器。 （2）3m3的CSTR反应器。已知：煤进料浓度=2kmol/m3，进料流量=10L/min400时，k1=0.120min-1，k2=0.046min-1，k3=0.020min-1，k4=0.034min-1，k5=0.040min-1,37,38,39,40,
