组合反应器用于自催化反应分析 自催化反应A→P,其速率方程式(-rA)=kcAcP,进料A的初浓度cA0=1mol/L和极微量
组合反应器用于自催化反应分析
自催化反应A→P,其速率方程式(-rA)=kcAcP,进料A的初浓度cA0=1mol/L和极微量的P,要求达到最终转化率xA=0.99,为使所需反应器体积最小,拟用一个CSTR和一个PFR进行组合,若进料流量υ=10m3/h,速率常数k=4.2×10-4m3/(mol·s),应如何组合两个反应器。哪个反应器在前?控制中间转化率为多少?
组合反应器用于自催化反应分析
自催化反应A→P,其速率方程式(-rA)=kcAcP,进料A的初浓度cA0=1mol/L和极微量的P,要求达到最终转化率xA=0.99,为使所需反应器体积最小,拟用一个CSTR和一个PFR进行组合,若进料流量υ=10m3/h,速率常数k=4.2×10-4m3/(mol·s),应如何组合两个反应器。哪个反应器在前?控制中间转化率为多少?
第1题
复合反应过程的计算
现有反应器体积均为4m3的CSTR及PFR各一个,在等温条件下进行下列液相反应,即
A+B→P, rP=1.6cAmol/(m3·h)
2A→R, mol/(m3·h)
每小时处理A和B混合液8m3,其中组分A的初始浓度cA0=2kmol/m3,若目的产物为P,求:
(1)采用CSTR时的目的产物P的收率;
(2)采用PFR时产物P的收率;
(3)讨论应选用哪一种反应器,为什么?
第2题
平行反应的选择性
已知液相反应为
P是所需产物。因为A是贵重反应物,且不容易从产物中分离出来,因此要求物料A的转化率尽可能高,xA=0.98,且希望得到高的产物P,请分别计算平推流反应器中和全混流反应器B的转化率。
第3题
串联反应的选择性
串联一级不可逆反应为
已知k1=0.15min-1,k2=0.05min-1,
进料流量为0.5m3/min,cA0≠0,cP0=cS0=0。
求下列条件下产物P的收率:
(1)体积为VR=1m3的单个CSTR;
(2)采用2个体积各为0.5m3的CSTR串联;
(3)采用体积为VR=1m3的PFR。
第4题
反应器性能比较
生产氯丁橡胶的单体2-氯丁二烯-1,3是将3,4-二氯丁烯在乙醇中用碱脱氯化氢而得,反应方程式为
简写成 (其中B为NaOH)
当时,由下述计算式计算间歇反应器的转化率
已知40℃时,
试计算:
(1)间歇反应器
工艺条件为:cA0=2.2mol/L,M=0.25,T=40℃,t=50min
求转化率为多大?要使转化率为0.98,则需多长反应时间?
(2)保持(1)的工艺条件,反应器为全混流反应器,求达到(1)的转化率和0.98的转化率所需的空时。
(3)用两个等体积全混流反应器串联操作,工艺条件同(1),计算转化率为0.98所需空时。
第5题
自催化反应过程的最优循环比
自催化反应
A+P→P+P
k=1L/(mol·min),在循环反应器中进行反应,FA0=1mol/min,cA0=1mol/L,cP0=0,转化率为0.99,求:
(1)最优循环比下的反应器体积;
(2)当循环比为R=4时反应器体积;
(3)R=∞时,反应器体积;
(4)R=0时,反应器体积。
第6题
平行反应的最大收率
有一平行反应:
已知:
k1=2min-1,k2=1mol/(L·min),k3=1L/(mol·min),cA0=2mol/L;P为目的产物,R,S为副产物。如果不考虑未反应物料回收,试在等温条件下求:
(1)在全混流反应器中所能得到的最大产物收率;
(2)在平推流反应器中所能得到的最大产物收率;
(3)假若未反应物料加以回收,采用何种反应器形式较为合理?
第7题
操作方式的选择
有如下平行反应:
其动力学方程为:
已知:k1=k2=1,A和B的初浓度为cA0=cB0=20mol/L,分别从反应器进口加入,反应转化率为0.9,计算它们在平推流反应器中的瞬间选择性。并请选择合理的操作方式以提高该反应过程的平均选择率和收率。
第8题
串联反应过程的优化
物料A初浓度为cA0=1mol/L,在全混流反应器中进行反应,生成P和S,所得实验数据如下:cP0=cS0=0
No. | cA | cP | cS |
1 | 1/2 | 1/6 | 1/3 |
2 | 1/3 | 2/15 | 8/15 |
试问:(1)反应动力学特征;
(2)应该选用什么反应器;
(3)在所选用反应器中,产物P的最大浓度是多少?此时物料A的转化率为多大?
第9题
有一醋酐水溶液,在25℃条件下进行水解反应,在该温度下速率方程为:
(-rA)=0.158×106cAmol/(min·m3)
醋酐初浓度为cA0=1.5×102mol/m3,进料流量为5×10-4m3/min,现有两个2.5L和5L的全混流反应器,试回答下列问题:
(1)用一个5L的全混流反应器与两个2.5L全混流反应器串联操作,哪个转化率大?转化率各为多少?
(2)若用两个2.5L的全混流反应器并联操作,能否提高转化率?
(3)若用一个5L的平推流反应器所得转化率是多少?
(4)若用一个2.5L的全混流反应器后串联一个2.5L的平推流反应器,其转化率是多少?
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