反应工程精简版(2)

??cA1?cA0?cA1?cA0(?rA)k1cA1c?cA0?1Af?0.5moll1?k1?1?1?1cp1?c0cp1?0??p?

rp1k1cA1?k2cA2ccA0k1?1?1?1pf???0.25moll(1?k1?)(1?k2?)(1?1?1)(1?1?1)csf?1?0.5?0.25?0.25moll（2）c1?1Af?c?kA0e?e?1?0.368mollc?k1?1pf?kcA0?e?0.368mollcsf?1?cAf?cpf?0.264moll(3)2?CSTR

c1AfcA0?(1?k?1?11?1)(1?k1?2)1.52?0.444?cAf?0.444moll第一个釜出口

ccA01A1?1?k?1?11.5cA0ck1?1cA0p1?(1?k?0.5cA01)(1?k2?1)1.521?对第二个釜作物料衡算cp2?cp12?(r?cp2?cp1p)2k1cA2?k2cp2c1p2?1?k?(cp1?k1?2cA2)

2?2?11.5(0.51.52cA0?0.5?0.4444)?0.296mollcs2?1?0.4444?0.296?0.26moll(4)c1A10?(1?k?)10cA06

? 对第十个釜作物料衡算?p10?cp910?c(r?cp10?cp9p)10k1cA10?k2cp10?ccp9k?p10?1?k??1?k?cA10第九釜：ccp8k?p9?1?k??1?k?cA9第八釜：ccp7k?p8?1?k??1?k?cA8?第二釜：ccp1k?p2?1?k??1?k?cA2第一釜：ccp0k?p1?1?k??1?k?cA1?c1?k?k?p2?1?k?1?k??cA1?1?k?cA2?k?(1?k?)2?cA0k?cA01?k??1?k??(1?k?)2?2k?(1?k?)3cA0ccp2p3?1?k??k?1?k?cA3?11?k??2k?k?A0(1?k?)3cA0?1?k??c(1?k?)3?3k?(1?k?)4cA0?c?10k?(1?k?)11c10?1?0.1p10A0?1.511?1?0.35mollccA0A10?(1?k?)10?0.386mollcs10?0.264moll 7

4章 无 五章

1某容器在进口流量为?0?5L/min的稳定流动态时作脉冲示踪实验，测得出口处示踪剂浓度C（t）的对应值如下：

t/min 0 1 2 3 4 5 C(t)/(g/l) 0 0 3 5 6 6 求：（1）寿命分布密度函数与寿命分布积累函数;

（2）容器的有效体积; （3）输入示踪剂的量;

E(t)?c(t)c(ti)?t?c(t)t(ti)6

4 7 3 8 2 9 1 10 0

?c(t)t?ti??c(ti)30t?c解：（1）同理F(t)?0??ti??c0?(ti)?c?0(ti)?0c(ti)?ti?0c(ti)30

计算结果列表如下：

t(min) 0 0 0 ?1 0 0 ?2 3/30 3/30 3 5/30 8/30 4 6/30 14/30 5 6/30 20/30 6 4/30 24/30 7 3/30 27/30 8 2/30 29/30 9 1/30 1 10 0 1 E(t)minF(t) ?tE（2）t?0?(t)?tc?0(t)?0E(t)?c(t)?2?3?3?5?4?6?5?6?6?4?7?3?8?2?9?1?10?130VRv??14530?4.83min

?t???VR?t?v?4.83?5?2.17l(3)Q?v??c(t)?t?5?1?30?150g08.脉冲示踪法测得一反应器的出口示踪剂浓度为：

t/min 10 20 30 40 50 60 70 80 C(t)/(g/L) 0 3 5 5 4 2 1 0 同样流动条件下在其中进行一级不可逆反应，此反应在相同温度的全混釜中进行时得到的转化率为0.82，则此非理想流动反应器中预期的转化率为多少？用多釜串联模型和轴向分散模型分别计算之。

8

这个是考的类型，看看

6章

3.乙炔与与氯化氢在氯化汞-活性炭催化剂上合成氯乙烯的反应为 C2H2+HCl→C2H3Cl

测得在1MPa.175℃及进料中HCl与C2H4的摩尔比为1.1时的数据如下：

xA

-6

0 0.2 0.4 0.6 0.8 0.92 0.99

(-rA’)/10[mol/(s?g)] 5.73 4.92 4.17 3.06 1.75 0.389 0.0835 今在固定床反应器中达到99%的转化率，而且处理能力为1000Kg/h（C2H4），设床内等温，

3

并且为平推流，催化剂堆积密度为0.40g/cm，求所需催化剂体积。如转化率为90%，情况又如何？

解：处理能力为1000Kg/h， 所以：FA0?xA (-rA’)/ 10-6[mol/(s?g)] 1/(-rA’) 106[ (s?g)/ mol] WFA0?100028?35.71kmol/h?9.92mol/s

0 5.73

0.2 4.92

0.4 4.17

0.6 3.06

0.8 1.75

0.92 0.389

0.99 0.0835

0.1745 0.2033 0.2398 0.3268 0.5714 2.5707 11.9760

xA

（1）当转化率为0.99时，上式从0积分到0.99得： 用梯形法计算

W?1? ???0.1745?0.5714??0.2033?0.2398?0.3268??0.2? FA0?21 1??0.5714?2.5707??0.08??2.5707?11.976??0.072 2 ?0.9262?106W?0.9262?10?9.92?9.19?10g?9.19吨

66?WdWFA00??dxA(?rA)'0121081/(-rA)64200.0V?9.19吨/0.4?22.98M

30.20.40.6xA0.81.0

（2）转化率为0.9时，上式从0积分到0.9，其中转化率为0.9是采用内插法求反应速率的倒数：

??11110.1 ???????rA?x?0.8???rA?x?0.92??rA?x?0.8?0.92?0.8 ??rA?x?0.9?? 10???0.5714?2.5707?0.5714??2.2374 12

用梯形法计算面积

AAAA

WFA012?1????0.1745?0.5714??0.2033?0.2398?0.3268??0.2?2? ??0.5714?2.2374??0.1?0.369?1069

66W?0.369?10?9.92?3.66?10g?3.66吨

3V?3.66吨/0.4?9.15M

7章

6.气体中含有杂质A 1%（摩尔分率），用含B反应物浓度为CB=35mol/m的吸收液进行逆流接触反应，使杂质A浓度下降至2×10，反应是瞬间快速的，计量式为：

A（g）+B (l)→P

已知?GAa?32000mol/(h.m3.atm),?LAa??LBa?0.5h?1

G?1?10mol/(m.h),L?7?10mol/(m.h) H?1.125?10?352523

-6

Aatm.m/mol,CT?56000mol/m

33（1）确定所需塔高；

（2）对液相进塔浓度还可以有哪些改进？

（3）液体进料B中的浓度为多少时塔高为最小？最小塔高为多少？

解：对于瞬间快速反应，应先判别反应是否发生于界面上，再选用相应的计算式。如果塔底处为界面反应，则全塔均为界面反应；如塔顶处不是界面反应，则全塔都不是界面反应。

先看塔顶是否为界面反应

1 kGAapA?kLBaCBL2b

4?6 ?3.2?10?2?10?1?0.5?35??17.436?0

说明塔顶为界面反应

作全塔物料衡算

pA2?pA1pCB2?CB1CTG?L

GCT(pA2?pA1) CB2?CB1?pL

54 ?35?1?10?5.6?10(0.01?0.000002)??44.984mol35m1?7?10

说明该吸收塔底部为物理吸收。

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