等温下进行液相反应:
已知cA0=10kmol/m3,流量υ=100L/min,为使产物P的收率最大,问:
(1)在单个CSTR中进行时,求最优反应器体积并求出相应的cAf,cPf,cSf,cTf,β,及φ之值。
(2)反应在PFR中进行时,求最优反应器体积,并求出相应的cAf,cPf,cSf,cTf,β,及φ之值。
(3)假设将未反应的A加以分离回收,采用何种反应器-分离器组合为好,此时反应器体积为多少?并求相应的cAf,cPf,cSf,cTf,β,及φ之值。
第1题
等温下进行液相反应:
已知cA0=10kmol/m3,流量υ=100L/min,为使产物P的收率最大,问:
(1)在单个CSTR中进行时,求最优反应器体积并求出相应的cAf,cPf,cSf,cTf,β,及φ之值。
(2)反应在PFR中进行时,求最优反应器体积,并求出相应的cAf,cPf,cSf,cTf,β,及φ之值。
(3)假设将未反应的A加以分离回收,采用何种反应器-分离器组合为好,此时反应器体积为多少?并求相应的cAf,cPf,cSf,cTf,β,及φ之值。
第2题
液相反应A→P,在间歇反应器中得到cA~(-rA)如下:
cA(mol/L) | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 1.0 | 1.3 |
(-rA)【mol/(L·min)】 | 0.1 | 0.3 | 0.5 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.25 | 0.06 | 0.05 | 0.045 |
问:
(1)反应在CSTR中进行,FA0=1000mol/h,cA0=1.2mol/L,转化率xA=0.75时反应器体积为多少?
(2)条件同(1),如进料速度提高一倍,其他条件不变,所需CSTR体积是多少?
(3)条件同(1),初浓度提高一倍,其他条件不变,所需反应器体积是多少?
第3题
等温反应器中进行下列反应
已知
(-rB)=k1cAcB
(-rC)=k2cAcC
在操作温度下,有
k1=1.6×10-3m3/(kmol·min)
k2=1.92×10-3m3/(kmol·min)
反应器进料各组分的浓度为
cA,0=2.3kmol/m3
cB0=2.2kmol/m3
cC0=2kmol/m3
进料流量为
υ=2m3/h
求反应物B的转化率为0.30时的反应器体积(1)PFR;(2)CSTR。
第4题
在CSTR反应器中,进行复杂反应动力学测定,已知cA0=1mol/L,cP0=cS0=0,反应器体积VR=0.8L,进料体积流量υ和出口浓度如下:
序号 | υ(L/h) | cA(mol/L) | cA(mol/L) | cA(mol/L) |
1 | 100 | 0.50 | 0.40 | 0.10 |
2 | 16.7 | 0.25 | 0.60 | 0.15 |
3 | 2.22 | 0.10 | 0.72 | 0.18 |
(1)判断该反应类型;
(2)求动力学方程式。
第5题
二级反应A→P,已知k=1,cA0=1。现有两个体积相同的反应器PFR和CSTR,物料在两个反应器中的停留时间分别为τP=τM=4。
求下列两种不同情况下的转化率xAf;
(1)PFR后接一个CSTR;
(2)CSTR后接一个PFR。
第6题
在连续流动反应器中,等温下进行下列液相反应
目的产物P,反应动力学方程为
rP=k1cAcB
物料A和B为等摩尔流量。在反应温度下,当xA=0.98时,试分别计算下列各类反应器中产物P的收率。
(1)单个CSTR;
(2)PFR,物料A和B从反应器进口端加入。
第7题
已知反应A→P的动力学方程为(-rA)=kcA。在给定温度下,k=0.2h-1。进料A初始组成为A的饱和水溶液,其cA0=1mol/L,反应在CSTR中进行时,求生产产品P为100mol/h的最优反应体积、最优进料速率和最优转化率。又若在PFR中进行该反应时,求最优反应体积,最优进料速率和最优转化率。
第8题
两个等体积的PFR和CSTR反应器按图7-4所示形成七种组合方式,在等温条件下进行一级不可逆反应,反应速率(-rA)=kcA,k=1min-1,cA0=1kmol/m3,PFR与CSTR的体积均为1L,进入反应器组合系统的流量为1L/min,计算各种组合方式的最终转化率。
第9题
醋酸甲酯的水解反应如下:
CH3COOCH3+H2O→CH3COOH+CH3OH产物CH3COOH在反应中起催化剂作用。已知反应速度与醋酸甲酯和醋酸的浓度积成正比。
(1)在间歇反应器中进行上述反应。醋酸甲酯和醋酸初始浓度分别为500mol/m3和50mol/m3。实验测得当反应时间为5400s时,醋酸甲酯的转化率为70%,求反应速度常数和最大反应速度。
(2)如果反应改在连续搅拌釜中进行,那么要使醋酸甲酯的转化率达到80%,停留时间应为多少?
(3)如果采用管式流动反应器,要达到醋酸甲酯80%的转化率,停留时间为多少?
(4)如果采用连续搅拌釜和管式流动反应器的串联体系,要使醋酸甲酉旨的总转化率达到80%,总停留时间应为多少?在各反应器中的停留时间分别为多少?
(5)如果采用循环流动反应器,进入反应器的原料为纯的醋酸甲酯,初始浓度仍为500mol/m3,在反应器的出口处醋酸甲酯的转化率为80%,那么要使停留时间最小,循环比应为多少?
第10题
在一定的反应温度下A发生下述平行反应:
其中R是主产物,S是副产物。反应原料为纯的反应物A,其初始浓度为10kmol/m3。在反应器出口A的转化率为80%。请比较当上述反应在连续搅拌釜和管式连续流动反应器中进行时,A转化为R的选择率、R的收率以及反应物的停留时间有什么不同。在反应过程中体积的变化可以忽略不计。
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