化學(xué)反應(yīng)項目工程例題

1、p與反應(yīng)時間例1.1 在350 C等溫恒容下純丁二烯進行二聚反應(yīng)，測得反應(yīng)系統(tǒng)總壓的關(guān)系如下:t/min 0612 26 38 60p/kPa66.7 62.358.953.5試求時間為 26min 時的反應(yīng)速率。原料 產(chǎn)物CA00Ca(Ca0Ca)/2總濃度Ca0(Ca0Ca)/250.4t 046.7 t t解：以A和R分別代孟玲償群聚物，則該二聚反應(yīng)可寫成:2A 一 R反應(yīng)體系中各組分的濃度關(guān)系如下:Ca。P0 / RT由理想氣體定律得:Ca Ca。2上 1PdCA2Ca。dpA dtp0dtdCA2 dpdTRT dtp 22.90exp_!_43.6430.45dp22.90t-ex

2、p dt30.4530.45t 26min ,史 0.32kPa/mindt(A)p0為t = 0 時物系的總壓，整理上式為：（B）將（B）式代入速率式中，得：）理想氣體：將CA0代入（C）式，為：D解析法：對p-t關(guān)系進行回歸分析，得:圖解法：以p對t作圖，如圖所示。于t = 26 min 處作曲線的切線，切線的斜率為dp/dt ,該值等于-0.32 kPa/min將有關(guān)數(shù)據(jù)代入 （D）式，即得到丁二烯轉(zhuǎn)化量表示的反應(yīng)速率值。若以生成二聚物表示反應(yīng)速率，則： 1,（A）和丁醇（B）的酯化反應(yīng)o測得不同時間下醋酸轉(zhuǎn)化量如下表，試例1.2 等溫進行醋酸醋酸和丁醇初始濃度為 求該反應(yīng)的速率方程。時

3、間/h醋酸轉(zhuǎn)化量rR 46.2R2/* 3COOH(kmol/m3)時間10 5 kmol/(m3 min) /hC 4 H90HC2 dp醋便轉(zhuǎn)低訴1.24 10 4kr/:H3COOC 4 H(kmol/m3)28時間(350 273.15)nol /(m3 min)/h9 H2O樹粼化量/(kmol/m3)0030. 0366260. 0608610. 0163640. 0452570. 0683320. 0273250. 0540580. 07698r“ dA kC“C kC解：由題中數(shù)據(jù)可知醋酸轉(zhuǎn)化率較低，且丁醇又大量過剩，可瞅忽略逆皮應(yīng)的影響，同時可以不考慮丁醇濃度C熨應(yīng)成躺影kt

4、所以，設(shè)正反應(yīng)的速率方程為:ln2(a)1一 ktC A1Ca Cao(b(c)(d)以0級、1級、2級反應(yīng)對上式進行積分式得當n=1時,當n = 0時,11CAco當n=2時,采用圖解法和試差法，假設(shè)反應(yīng)級數(shù)，將實驗數(shù)據(jù)分別按0級、1級、2 級反應(yīng)動力學(xué)積分式做圖，得到其 f(CA)-t的關(guān)系曲線圖，然后再根據(jù)所得的 f(CA)-t的關(guān)系曲線圖 進行判斷其動力學(xué)形式。不同時間下f (CA) d的變化關(guān)系t / hCACA0-CA00.233200010.21680.016360.07270.324420.20590.027320.12460568630.19660.036620.17080.

5、798340.18790.045250.21571.033750.17920.054050.26371.292260.17230.060860.30241.515770.16490.068330.034671.776180.15920.073980.038161.9932手級反應(yīng)和一級反應(yīng)的f (CA) - t的關(guān)系圖如對t作圖也五線，則說明假設(shè)率吸產(chǎn)由此可知反M 2.(1 40 6。 M IM OlO 2力 4。 fldfl 4.0 10.(111CA對t作圖為一直線，則說明 n =2是正確的，故該反應(yīng)對醋酸為二率可以求得在此溫度下包含丁醇濃度的 工kL值t的簸1滴翻反應(yīng)級數(shù) Ca CA0度

6、不變的方法求得，二者結(jié)合可以求得反應(yīng)在此溫度下的速率常數(shù)例題 1.3氣相反應(yīng)為一級反應(yīng)A - 3P速度常數(shù)k.反應(yīng)，以直線寤1%m皿以用保蔚醋酸濃“ ，r E 二 G dlk。=0.5 min-1 ,反應(yīng)在恒容間歇式反應(yīng)器中進行，求1 min后體系的總壓，進料狀況如下:(a)純 A, 0.1 Mpa ;(b)純 A, 1 Mpa 0;010 PA0pP0 0t tPaPp 3(Pa0 Pa) Pl(c) 10 %的A P列P0 %PA的PII (哪中修Pa混耳物，1 Mpa解:A Pa3Pa0PiPzdpAdT-212dpzdTdnAdTkCACAInAVPaRT整理得： dPz上式抑a) P

7、aoPz(b) PaoPz所以得(C) Pao即:1RTdpAPaRTk(3pA0dPzdtPlP00.1,0.179MPaPo1,1.79MPa2kpAPz)Pi01)lndpA .kPA dt1n 3 PA0PlP03 PA0Pl,0.2ln 0.3Pz方程3 pZ0.1, P0 1, Piln .3。9 10.3 0.9 pz0.5ktPz0.5 10.5 10.91, Pz 0.079MPa(2)比較(1)、(2),得：(4)即:當 t = 0 , p = p0 積分(3),得:例1.4在一反應(yīng)器中用硫酸作催化劑進行已二酸與乙二醇的聚合反應(yīng)，其反應(yīng)動力學(xué)方程為若已二酸初始濃度為0.02

8、 k mol/L ,求乙二酸轉(zhuǎn)化率為 50 %、60%、70%、80%、90%時的反應(yīng)時間。將：將反應(yīng)速率方程積分，得：將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式，得：八。八2rA 0.2CA kmol / L minXA / %5060708090反應(yīng)時間t / min250t 1Xa375 kCA0 1 x. 583.310003250出口轉(zhuǎn)化率越高，則反應(yīng)時間越長，或體積越大。例:下述都是基元反應(yīng)，試寫出 A、B、C、D、E的生成速率與各組分之間的關(guān)系式。2A + B - A + C 三 口 ki2ft 十口 1 E得;13BcDEA1萬rA22A3B1彳B2rB3TC1kcACb1C21k2Cc51B5B4r

9、D4rD51rE5k4CD22k1CACBB1B22k1CACBC1C22k1CACBD 3D 4E5 E6牛 k3cAec2rB6rD 6T1rE6TKsCbCdk6CE2k2Cc k3CACc k4CDB5B62kzCc2ksCbCdC3 C4k2CCk3cAecD 5D 6k4CDk5c 2Cdk5cBeDk6CE2ksCek4CDk6CE例 在銀催化劑上進行乙烯氧化反應(yīng)以生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，進入催化反應(yīng)器的氣體中各組分的摩爾分數(shù)分別為 C2H4 15% , O2 7%, CO2 10% , A12% ,其余為 N2 ,反應(yīng)器出口氣體中含C2H 4和O2的摩爾分數(shù)分別為13.1% ,4.8 %

10、 。試計算乙烯的轉(zhuǎn)化率、環(huán)氧乙烷收率和反應(yīng)選擇性。C2H4 + 1/2O2 一 H2C C H2OC2H4 + 3O2- 2CO2 + 2H2O解：以100 mol進料為計算基準，設(shè) x和y分別表示環(huán)氧乙烷和二氧化碳的生成量，根據(jù)題給的進料組成和該反應(yīng)系統(tǒng)的化學(xué)計量式，可列出下表。反應(yīng)器進口反應(yīng)器出口C2H 41515 - x - y/2O277 - x/2 - 3y/2C2H 4 O0xCO21010 + yH2O0yAr1212N25656總計100100 - x/2由于反應(yīng)器出口氣體中乙烯和氧的摩爾分數(shù)已知，所以可列出下面兩個方程:15 x y/2 0.131100 x/27 x/2 3

11、y/2 0.048100 x/2解之得:x = 1.504 mol,y = 0. 989 mo1P rP 2Ca mol /s L 乙烯轉(zhuǎn)化率：a srs 1 mol/s L2R m Camol /s L乙烯的轉(zhuǎn)化量 =1.504+0.989/2 = 1.999 molx乙烯=1.999/15 = 13.33CsCA0=1mol/La 自dCSP ( J)dCA11CA 2Ca 1(1 Ca)2dCS(1Ca)2dCACS0CaCA 0 (11CTdCAM-dCACA0 為目 Cr物A, CA0XA=80% ,求組分A生成S的收率和選擇性。解:積分上式得:Y S YS S xA41.7% 80

12、% 33%11CACA0Ca(1C“)2ACa011141.7%10.2 10.21 1又A的轉(zhuǎn)化率為：xA=80%CA= CA0(1 iA) = 1(1 -0.8) = 0.2 mol/L積分得：收率為:例 氣相反應(yīng) A - 2P + S ,在等溫等壓情況下進行反應(yīng)，原料中含75%的A, 25%的惰性氣體(mol比)，經(jīng)8分鐘后，體積增加一倍，求此時的轉(zhuǎn)化率及該溫度下的速率常數(shù)。解：(1)求轉(zhuǎn)化率A2P +SI2xA =00.75000.25xA =:102 X0.750.750.258min 時:(2 1) 11得：xA = 0.667(2)求速率常數(shù)Ant, 1ng 0%,xa 0(2

13、0.75 0.75 0.25) (0.75 0.25)0.75 0.251.5V 2V0 V0(1aXa) V0(1 1.5Xa)所以得：k = 0.137 1/min1例：快 A1 C4H8 ,Ak 1lnB 為 C4H6 ,1 Cx1lnH2 1 0.667解(1)吸附控制aABkaA Pa VkdAkaA PkdAKBP B PcK r1XKb,Kb Pb 黃 Pb Pc1KrkbPcr kKAPA kKBPBPcKA pAKB pB 12)秘反福制BkaBPB VkdBKrLPABPcKaB pBK A pAKrKaPaPc(3)脫附控制Caoxa dxA0FTA)1xadxAQao

14、0(1 Xa)Xa0.5,10.51t 1.97 0.004 1 0.5 601XakCAo (1 Xa)2.10(hr)第二章Xa0.6,10.611.97 0.004 1 0.6 603.18(hr)例題2-1 Xa己。酸和H0.814-.、超產(chǎn)醇50(推),在70 c時，以H2SO4作催化劑汨亍細翳反應(yīng)t -A驗測得反位9勺動力學(xué)如式癡(hr) (-rA) = kCA2 kmol/(L min) , k=1.97 L/(kmol - min) CAO = 0.004kmol/L1.97 0.004 1 0.9 60,當己二酸轉(zhuǎn)化率分別為xA= 0.5、0.6、0.8、0.9時所需的反應(yīng)時

15、間為多少？若每天處理2400 kg 己二酸，轉(zhuǎn)化率為 80% ,每批操作的非生產(chǎn)時間為1hr ,求反應(yīng)器體積？設(shè)反應(yīng)器的裝料系數(shù)為0.75。解：(1)達到某轉(zhuǎn)化率所需的反應(yīng)時間:(2)反應(yīng)器體積的計算：最終轉(zhuǎn)化率為0.80時，反應(yīng)時間為 8.50hr ,每批生產(chǎn)時間 =反應(yīng)時間+非生產(chǎn)時間 =9.5 hr反應(yīng)器體積VR = v0t = 171 X9.5 = 1630 L = 1.63 m3考慮裝料系數(shù)，故實際反應(yīng)器體積:每小時已二酸進料量2400 0.684kmol / hr24 146例2-20同例2-1Fa00.684171L/hrCA00.004題意中的條件，計算轉(zhuǎn)化率為80% 和 90

16、% 時,求平推流反應(yīng)器體積?解:Vr01.630.752.17m3xA dxA0 TA3CaoXadxA220 kCA0(1 Xa)1 XkCA o 1 Xa即:Vr0kCA0Xa1XaVr0.1710.8當xA=0.8時1.97 0.004 60 1 0.81.45 m3當xA= 0.9 時0.1711.97 0.004 600.91 0.93.26m3_ 1/23(Pa) 0.2Ca mol /m s2,A AyA0Ya0 0.52 0.5 1例2-3均相氣體反原在CA0電竺?；豱 95W0pa 壓力下按照反應(yīng)式需 RT RTA - 3PC Ca0（1 Xa）C A 在平推流反應(yīng)喘小翅亍,

17、0.5 0.5 1068.314 (185 273.15)已知速率方程為：65.65mol / m3C Xa dxAc XadXA若進料中有 50%。解：對變?nèi)菹到y(tǒng):的滯性用雨求A0 0A的糠化奚豹1/2 80%時所需的時間k -1AXA1/2Ca0.8 dXACa0.81Xac T72 c dxAk。5 k01Xa1 Xa對于理想氣體:所以:(1)采用數(shù)值積分法-辛普森公式所需空時為：0.801 Xa1 Xa1/2dxA0.8IdxA0.21 4(1.224(2)圖解法 3CA/02 08 1 Xa曲線下圖形的面積：k 01 Xa2) 2(1.528) 3 1.341/2.0.8 1 XaA

18、rean dxA 1.7001 Xa1 /2dxA0.265.651/21.34 54sXa1Xa1Xa1/21 Xa1 Xa01.001.000.21.501.2240.42.331.5250.64.002.000.89.003.00xA,nXa所以得.I (XA)dXA A Io 4(Ii I3) 2(I2 I4) Inxa，o31.20.8 1 Xa 2 oea： n -dxA01 Xa0.8 1Xa0TxAdxAarcsin xA1.328一3一2CA0 一 1.5mol / L, CB0 - 1mol / L22例2-4有液相反應(yīng)Cpo Cso 0CA0“0C豳汽燃R嗎鬻oW 0.8

19、mol / LCB0xB 1.5 1.0 0.8 0.7mol/Lk1 = 8 L/(mol( rAmin( rB) k21C 份 LCmoRmin)8 0.7 0.2 1.7 0.8 0.8若反應(yīng)在一個第rR)啰4mB那臨部。Vq ,CaqXa 一 CbqXb10. 0.8中一股含 A3.0mol/L ,另一股含 B2.0mol/L ,100L。二股物料同時等流量流入反應(yīng)器，其5L/ min求B的轉(zhuǎn)化率為80%時，每股料液的進料流量應(yīng)為多少?解：根據(jù)題意，初始時各組分的濃度為:B的轉(zhuǎn)化率為80% ,器內(nèi)及出口物料組成為:對于可逆反應(yīng):全混釜所以，兩股進料中每一股的進料流量為2.5L/min。

20、例2-5液相一級等溫反應(yīng)在間歇釜中達到70%轉(zhuǎn)化率需要12 min ,若此反應(yīng)移到相同溫度下的平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器中進行時，所需要的空時和空速各為多少？解：間歇釜：所以：平推流反應(yīng)器:平推流反應(yīng)器:Caoxa dxAa)CaoXadXA0 kCA0(1 Xa)1 Ink11 Xa11n t11Xa全混流反應(yīng)器:VrXa dXA pF A0 (a)CaoC aXadXA kCA(1 Xa)1|nk 1 Xat 12minSVp120.083(1/min)CaXa(a)k(1XaXa)XAk(1 Xa) t 1 :0.7XaXa(1 Xa)：23.26min11_ In! (1 0.7)12

21、 1 0.7SVm1，一0.043(1/ min) 23.26例2-6條件同例2-1 ,若采用全混流反應(yīng)器生產(chǎn)，求己二酸轉(zhuǎn)化率為80%和90%時，所需反應(yīng)器的體積。的a) kcA kcAo(1 Xa)222kmol / L minVrF a0Xa(a)F aoXa22kCAo(1 Xa)2Vr0.0114 0.8Vr1.97 0.0042 (1 0.8)20.0114 0.91.97 0.0042 (1 0.9)237.234m32.6m31.97 0.0042 (1 xA)反應(yīng)器的體積當 xA= 0.8A的分率為多當 xA= 0.9反應(yīng)器有效體積平推流反應(yīng)器間歇釜全混釜轉(zhuǎn)化率xA=0.81.

22、452.177.24轉(zhuǎn)化率xA=0.93.254.5632.6將例2-1、2-2和本題的計算結(jié)果例入下表例2-7平推流反應(yīng)器按下圖進行并聯(lián)、串聯(lián)操作，求總進料流中進入支線 少？0 171L/ h 2.85L/min線 A : VA= 40 + 40 = 80LA0 0.684kmol /h O.0114kmol / min支線 B : VB= 20 + 20 = 40L兩支線轉(zhuǎn)化率相同，則:所以總進料流中進入支線 A的分率為2/3例2-8條件同例1-3的醇酸樹脂生產(chǎn)，若采用四釜串聯(lián)的全混釜，求己二酸轉(zhuǎn)化率為80%時，各釜出口己二酸的濃度和所需反應(yīng)器的體積。已知以試差法確定每恚出目迭度一17 1

23、.97 10 CaCV0 0.171m3/h3CA0 CB0 4kmol/ m3由cA0cA4=0.8 的要求。將以求出CA1 , CA齦源仙4A2(1 0&、0cAl4m唱眸滿足上數(shù)據(jù)代入，求得：cA4=0.824 km# Cm-3結(jié)果稍大，重新假設(shè)d = 3.14h ,求得:Ai2k icA1=2.202kmolm-3cA2=1.437kmolm-3cA3=1.037kmolm-3cA4=0.798kmolm-3基本滿足精度要求。第一個釜的反應(yīng)濃若把一個CSTR一分為二，則只有第二個釜是在出口濃度下進行反應(yīng)的,kCAlCBIkCA2CB2由此可得出結(jié)論，把一個釜變?yōu)槎鄠€釜串聯(lián),度是第二個釜

24、的入口濃度。 若反應(yīng)是大于零級的非自催化反應(yīng)，則第一個釜的平均反應(yīng)速度(B)若最后的轉(zhuǎn)化率不變，反應(yīng)器總的體積將減少。例題2-9苯醍和環(huán)戊二烯在 298 K下進行液相加成反應(yīng):(仍)=kCACB 0.08 / 9/ 郎腑對01 s)CA1(0.02 CA1) 0.004 0.024反應(yīng)在兩個等體積串聯(lián)的全混釜進行，環(huán)戊二烯和苯醍的起始濃度分別為0.1 kmol/m3 和0.08 kmol/m3 ,求苯醍的轉(zhuǎn)化率為 95% 時，兩釜總的反應(yīng)時間為多少？解：d= 包,且CA2 = CA0(1-0.95) = 0.08 X0.05=0.004 kmol/m3CB2 = CB0 - (CA0 - CA

25、2)=0.1 - (0.08 - 0.004) = 0.024 kmol/m3將CA2和CB2值代入式(A)和(B) 得：留理得V。0.171 3.140.537m3CA13 +0.016CA12 +1.6X10 -5CA1 0.768 X10 -5 = 0利用牛頓迭代法解得：CA1 = 0.0154 kmol/m3所以，兩個全混釜串聯(lián)，總的反應(yīng)時間為：總=2 X11970 = 23940秒例2.5-1某廠生產(chǎn)醇酸樹脂是使己二酸和己二醇以等摩爾比在70 c用間隙釜并以H2SO4作催化劑進行縮聚反應(yīng)而生產(chǎn)的，實驗測得反應(yīng)的動力學(xué)方程式為：(-rA) = kCA2 kmol / (L min)k

26、= 1.97 L / (kmol - min)CA0 = 0.004kmol/L,若每天處理 2400kg己二酸，轉(zhuǎn)化率為 80%，試計算:解：(1) 單個CSTR的體積0.0154 0.00411970s該反應(yīng)為二級反應(yīng)，查圖9.92 103) 0.004 0.024 ,2.5 T , 1 iA= 0.2 線與 N = 1 相交于 k tCA0(2)兩個等體積的 CSTR串聯(lián)(2 -CSTR)查圖2.5 T, 1 txA= 0.2線與N = 2 相交，得k tCA0 = 9 VR20020 171.25 103 7.24 mk Cao 118.2 0.00434-CSTR 串聯(lián)的總體積晶嚏的

27、出口回和翠xA13.26m32 , xA3。k Cao118.2 0.004查圖2.5-3 , 1 - xA = 0.2 線與 N = 4 相交,606 171.25 10 33VR 2.17m3得 k tCA0 = 6 R k C 118.2 0.004同理，查圖2.5 -3:k tCA0= 6/4 = 1.5線與 N = 1 相交，得:1 31 = 0.55 , xA1 = 0.45k TCAO4 3Vrk Cao0線與4 N172.25相毒3得2 17m3118.2 0.0041 xA2 = 0.35 , xA2 = 0.65k tCA0= 4.5線與N_= 3相交，得：、k1cA 王P

28、 Ip1 xAS=0.l2542騏3= 0%4)PFR的體積查圖 2.5 -3, 1xA= 0.2N = 00 (PFR)相交,得 k t CAO = 4SPSp(a)(Cak1CAk2 cAC pCaoCaCa Cao(1Xa)5(1 0.9)一一 .30.5kmol /mSp1 0.52 57.1%1 0.5 1.5 0.5(5)結(jié)論：為完成同一生產(chǎn)任務(wù),vr, cstrvr, 2-cstr VR , 4-CSTR VR ,PFR例2.5-2分解反應(yīng)其中 kl=lh-1 , k2=l.5m3kmol-1h-1, cAO =5kmol m-3 , cPO=cSO=O ,體積流速為5m3h-1

29、 , xA=90 %時：(1)求全混釜出口產(chǎn)物 P的濃度及體積。(2)采用平推流反應(yīng)器，求出口 cP和體積？(3)采用兩釜串聯(lián)，求最佳出口cP和體積？(1)全混流反應(yīng)器(2)平推流反應(yīng)器3CpSp(Ca0 Ca) 0.571(5 0.5) 2.57kmol/mo(CaoCa)5 (5 0.5)25.7m31 0.5 1.5 0.52(a)VrdCACP(Cao Ca)cpCaC A0sPdCAC A0Ca(3)兩餐全混g串聯(lián)CaA0dCAKCa2 kcA1.055 0.523.3%C A0k21Cak11 1.5C-dCAACao dCACaoCa0Ca ( a)Ca kAk?C；11 1.5

30、CA0ln股1.51 1.5Ca11 1.5 5ln 1.5 1 1.5 0.5ln 50Ca1 1.5CA lnA1 1.5Cao1.05kmol/m35 ln 0.5,1 1.5 0.5ln1 1.5 53.61m3CpCa2)CaoCa1CA1CA2,k? c1CA1.卜2 c1 - CA2k1k1CA0CA1CA1CA21 1.5CA11 1.5CA2Sp1 (CaoCa)Sp2 (Ca1為使cP最大， cP對cA1求導(dǎo)，令:dCPdCA球, 5 1.911.91 0.5SP，max 1 1.5 1.91 1 1.5 0.5C p ,max(Ca0 Ca)黑 357%VRVR1 VR2

31、0(CA0CA1)0 (Ca0(CA1 )1I (CA10 (CA1CA2)(rA)2CA2)2kiCA1k?CA12TkCA2 k2CA21 0.5_ _21.5 0.55 (5 1.91)I2-71 1.91 1.5 1.9110.5m35 (5 0.5)PrPk1CA,k12min 1S%k2,k21mol /(L min)TrTk3cAk31L /(mol min)ASpsp2Ca(1 Ca)2dSP/dCASp ,max2 1(1 1)2例題2.4 - 2已知平行反應(yīng)CA0 = 2mol / L , P為目的產(chǎn)物，求：(1)在CSTR中產(chǎn)物P的最大選擇性；(2)在PFR中產(chǎn)物P的最大

32、選擇性；(3)假如反應(yīng)物加于回收，采用何種反應(yīng)器形式較為合理?解：(1)全混釜的選擇性：對CA求導(dǎo)，令得:CA= 1 mol/L所以2)在PFR中令 1 + CA = t則 CA=t -1SpSpC A0CA01CA1-C7CaSpdCACA 0ca 2Caca。Ca)2dCA1CA0 CA2CA0 CACA 2(t 1)CA0CaCA0t2dt2CA0 CAIn t1 t2CAdt對CA求導(dǎo)，并令2CA0 CAln(1當CA= 0時，CP最大21lnCao Ca 13）先求瞬時選擇性的最大值(Sp)dspdCACA0ca)1FC；C最大CA0CaCA 0CACA0 1SP(Sp)SP ,ma

33、x1 2 ln1 01112 100.4319(12CaCa)22(1 Ca)22(1 Ca) 2Ca(1 Ca)4-4CA = 0SP ,max(1 Ca)2(1 1)2例2.5-3 物料A初濃度CA0=1mol/L ,在全混釜中進行反應(yīng)，生成 P和S,實驗數(shù)序號CACPcs11/2(1/6Ca11/32C 1/3(；A01 k1,2/15pPk18/15據(jù)為：CP0= CS0= 0Cao(1 ki )(1 k2 )試問：K 1, K 2ki 1k22(1)反應(yīng)動力學(xué)特征？k12, k14(2)應(yīng)該選用什么反應(yīng)遇？ 1k22(3)在所選用反應(yīng)器中，產(chǎn)物 P的最大濃度是多少？此時物料 A的轉(zhuǎn)化

34、率又為多大?解：(1)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，當物料A的轉(zhuǎn)化率提高時，產(chǎn)物 P濃度反而下降了，即2/151/6 ,所以該反應(yīng)為連串反應(yīng)。先假設(shè)各反應(yīng)為一級，按全混流反應(yīng)器計算:將第一組數(shù)據(jù)代入得:由第二組數(shù)據(jù)得:所設(shè)一級反應(yīng)正確(2)因為是連串反應(yīng)，應(yīng)選用平推流反應(yīng)器。(3)按式(2.4-11 )計算 Cp, max :按式(2.4-12)計算 t opt按式(2.5-6 )計算 CA :相應(yīng)于 CP, max 是 A的轉(zhuǎn)化率 xA為:xA=1-0.5 = 5%例5.3-1用脈沖示蹤法測得一連續(xù)流動體系出口示蹤劑濃度-時間對應(yīng)值如下表，求停留時.間分布的 E(t)和 F(t)函數(shù)。CPmax CA0

35、 上 E 0.25mol/Lk2t/min012 ln k k3 ln 24k1 opt 05 ).693678C(t)/g L-10 1C2 C a kcaCA0eOPt k2 k141 0.5molk18 / L128200解；已知的 C(t)t對應(yīng)數(shù)據(jù)是等時間間隔的值，？ ti相等，可以移到和號的外面。如果ti不相等，？ ti就不能從加和號中取出。E(t)C(t)iC(t)i ti i 1C(t)it C(t)ii 1F(t)tC(t)i tii 1tC(t)ii 1C!t!1 (0 2 4 8 12 8 2 0 0)C(t)i36C(t)i tii 1C(t)ii 1C(t)i i 1

36、36計算結(jié)果列表如下:t/min0i2345678E(t)/min-102/364/368/3612/368/362/3600F(t) tC r i1即)i2/366/3614/36126/362C (20)34/36- t2111例5.4-。代）按表中數(shù)據(jù)計算此流動系統(tǒng)的平均停留時間和學(xué)必。 i 12 c c24 q2 nd 21 C0 0 t/min 212 2, 7 0 84 3 804 12 528312 242 8 62o A4 3 852Q d O Q4123,7 272280 C(3)722ng/L)2 4 8】M12 8 22? 0 0474.4 s824-_.21.524min-81288-2200解：脈沖示蹤法得到等時方差平均停留時間例2.6.3試將例3-2中測定數(shù)據(jù)用軸向擴散模型計算