内容发布更新时间 : 2025/7/20 12:51:01星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
当XA0=0.8时
(2)对于恒压过程,是个变容反应过程,由(2.49)式可求得总摩尔数的变化
反应物A的原始分率:
由(2.52)式可求得转化率为80%时的浓度:
2.13在473K等温及常压下进行气相反应:
(1)(2)(3)
式中CA为反应物A的浓度(mol/l),原料中A和惰性气体各为一半(体积比),试求当A的转化率达85%时,其转化速率是多少?
解:方法(1),先求出总摩尔变化数
。
首先将产物的生成速率变为对应的反应物的转化速率:
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总反应速率为:
以一摩尔反应物A为基准,总摩尔变化数为:
初始浓度为:
则有
方法(2),可将CA表示为:
方法(3),利用物料衡算可分别求出反应物A生成R及S的瞬间选择性SR,SS,因而可求出产物R及S的收率yR,yS,求得A转化率为85%时的分率:
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其中:
3 釜式反应器
3.1在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应:
该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为0.02mol/l,反应速率常数等于5.6l/mol.min。要求最终转化率达到95%。试问:
(1) (1) 当反应器的反应体积为1m3时,需要多长的反应时间? (2) (2) 若反应器的反应体积为2m3,,所需的反应时间又是多少?
解:(1)
(2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关,所以反应时间仍为2.83h。
3.2拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应:
以生产乙二醇,产量为20㎏/h,使用15%(重量)的NaHCO3水溶液及30%(重量)的氯乙醇水溶液作原料,反应器装料中氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为1:1,混合液的比重为1.02。该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级,在反应温度下反应速率常数等于5.2l/mol.h,要求转化率达到95%。
(1) (1) 若辅助时间为0.5h,试计算反应器的有效体积;
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(2) (2) 若装填系数取0.75,试计算反应器的实际体积。
解:氯乙醇,碳酸氢钠,和乙二醇的分子量分别为80.5,84 和 62kg/kmol,每小时产乙二醇:20/62=0.3226 kmol/h
每小时需氯乙醇:
每小时需碳酸氢钠:
原料体积流量:
氯乙醇初始浓度:反应时间:
反应体积:
(2) 反应器的实际体积:
3.7拟设计一反应装置等温进行下列液相反应:
目的产物为R,B的价格远较A贵且不易回收,试问: (1) (1) 如何选择原料配比?
(2) (2) 若采用多段全混流反应器串联,何种加料方式最好? (3) (3) 若用半间歇反应器,加料方式又如何?
解:(1)
由上式知,欲使S增加,需使CA低,CB高,但由于B的价格高且不易回收,故应按主反应的计量比投料为好。
(2)保证CA低,CB高,故可用下图所示的多釜串联方式:
(3)用半间歇反应器,若欲使