化學(xué)反應(yīng)工程

1、化學(xué)反應(yīng)工程（一）一、 基本概念1. 反應(yīng)工程發(fā)展的四個(gè)階段是什么？各有什么特點(diǎn)？2. 反應(yīng)工程主要解決哪三個(gè)問題？3. 反應(yīng)工程研究問題的主要方法是什么？二、 計(jì)算題1. 在50時(shí)，氣相反應(yīng) A+BR，在反應(yīng)物A過剩的條件下，由實(shí)驗(yàn)測得半衰期與初始壓力之間關(guān)系為：初壓，mmHg半衰期， minPAPB1500108021251521332501016042502080試確定動(dòng)力學(xué)關(guān)系。2. 管道向河中排廢水，排水管面積為0.2m2 ，管長為10km，排放為穩(wěn)定流動(dòng)，并全部充滿管道。發(fā)生多氯聯(lián)苯泄漏事故，在出口測得濃度與時(shí)間的關(guān)系如下，試確定漏到河內(nèi)多少kg有害物質(zhì)？3. 在518，1atm條

2、件下，在流動(dòng)系統(tǒng)中，乙醛的氣相分解反應(yīng)為：CH3CHOCH4+CO。實(shí)驗(yàn)方法如下：將D內(nèi)=3.3cm，L=80cm的石英反應(yīng)釜放于恒溫爐內(nèi)，恒溫爐保持溫度為518。放于燒瓶中的乙醛氣化后，從一端送入反應(yīng)器中，調(diào)節(jié)乙醛氣化速度以控制乙醛進(jìn)料的速度，在另一端分析生成產(chǎn)物組成如下：流速，g/hr分解分率1300.05500.13210.2410.80.35試求反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程。1.答案：總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程：r=KPAPB2,K=2.5x10-5(mmHg)-2(min)-2 2.答案：M=60kg 3.答案：動(dòng)力學(xué)方程：K=0.33CA2，CA為乙醛的濃度化學(xué)反應(yīng)工程（二）一、 基本概念1. 化學(xué)反應(yīng)

3、工程研究的內(nèi)容與對象是什么？2. 化學(xué)動(dòng)力學(xué)與化工動(dòng)力學(xué)的區(qū)別是什么？3. 反應(yīng)工程研究問題的主要方法是什么？二、計(jì)算題4. 在50時(shí)，氣相反應(yīng) A+BR，在反應(yīng)物A過剩的條件下，由實(shí)驗(yàn)測得半衰期與初始壓力之間關(guān)系為：初壓，mmHg半衰期， minPAPB1500108021251521332501016042502080試確定動(dòng)力學(xué)關(guān)系。5. 管道向河中排廢水，排水管面積為0.2m2 ，管長為10km，排放為穩(wěn)定流動(dòng)，并全部充滿管道。發(fā)生多氯聯(lián)苯泄漏事故，在出口測得濃度與時(shí)間的關(guān)系如下，試確定漏到河內(nèi)多少kg有害物質(zhì)？4.答案：總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程：r=KPAPB2,K=2.5x10-5(mmH

4、g)-2(min)-2 5.答案：M=60kg化學(xué)反應(yīng)工程（三）一、 基本概念1. 化學(xué)反應(yīng)工程研究對反應(yīng)器的分類一般有幾種？2. 一般反應(yīng)工程所取的微元體應(yīng)具有代表性，這些代表性指什么？3. 反應(yīng)工程研究問題的主要方法是什么？二、 計(jì)算題a) 在50時(shí)，氣相反應(yīng) A+BR，在反應(yīng)物A過剩的條件下，由實(shí)驗(yàn)測得半衰期與初始壓力之間關(guān)系為：初壓，mmHg半衰期， minPAPB1500108021251521332501016042502080試確定動(dòng)力學(xué)關(guān)系。b) 管道向河中排廢水，排水管面積為0.2m2 ，管長為10km，排放為穩(wěn)定流動(dòng)，并全部充滿管道。發(fā)生多氯聯(lián)苯泄漏事故，在出口測得濃度與時(shí)

5、間的關(guān)系如下，試確定漏到河內(nèi)多少kg有害物質(zhì)？c) 乙烷脫氫生產(chǎn)乙烯 C2H6 C2H4+H2，在1.4atm，900條件下進(jìn)行等溫反應(yīng)，通入乙烷的速度為20×103kg/hr，稀釋所用水蒸汽和乙烷分子的比例為0.5：1，反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)關(guān)系符合一級反應(yīng)規(guī)律：r=KCA 其中：CA乙烷的濃度 K=1.353×1014exp(-35330/T) T絕對溫度 試確定乙烷轉(zhuǎn)化率為0.6時(shí)，反應(yīng)器體積VR=？a.答案：總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程：r=KPAPB2,K=2.5x10-5(mmHg)-2(min)-2 b.答案：M=60kg c.答案：VR=1730L化學(xué)反應(yīng)工程（一）答案一、基本概

6、念：1.答題要點(diǎn)：經(jīng)驗(yàn)放大、相似模擬、逐級放大與數(shù)模方法相結(jié)合、直接數(shù)模放大2.答題要點(diǎn)：確定傳遞參數(shù)和物性參數(shù)、建立數(shù)學(xué)模型、把微元體數(shù)學(xué)模型擴(kuò)展到整個(gè)反應(yīng)器3.答題要點(diǎn)：將實(shí)際問題規(guī)劃為可代表全部特性的微元體，將微元體細(xì)化分步，細(xì)化部分與化學(xué)動(dòng)力學(xué)結(jié)合，找出細(xì)化部分與周圍傳遞關(guān)系，從而建立數(shù)學(xué)模型。4. 答題要點(diǎn)：能量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞、平衡關(guān)系。解決微元體步長之間的相互關(guān)系，為建立數(shù)學(xué)模型打下基礎(chǔ)。二 、計(jì)算題1.答案：總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程：r=KPAPB2,K=2.5x10-5(mmHg)-2(min)-2 2.答案：M=60kg 3.答案：動(dòng)力學(xué)方程：K=0.33CA2，CA為乙醛

7、的濃度 4.答案：VR=1730L化學(xué)反應(yīng)工程（二）答案一、基本概念：1.答題要點(diǎn)：研究工程實(shí)際反應(yīng)器存在的環(huán)境因素對反應(yīng)過程的影響，從而設(shè)計(jì)可用的工業(yè)反應(yīng)裝置。2.答題要點(diǎn)：化學(xué)動(dòng)力學(xué)是研究相對靜止條件下的動(dòng)力學(xué)規(guī)律?；?dòng)力學(xué)是研究相對動(dòng)態(tài)條件下的動(dòng)力學(xué)規(guī)律。3.答題要點(diǎn)：將實(shí)際問題規(guī)劃為可代表全部特性的微元體，將微元體細(xì)化分步，細(xì)化部分與化學(xué)動(dòng)力學(xué)結(jié)合，找出細(xì)化部分與周圍傳遞關(guān)系，從而建立數(shù)學(xué)模型。4. 答題要點(diǎn)：能量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞、平衡關(guān)系。解決微元體步長之間的相互關(guān)系，為建立數(shù)學(xué)模型打下基礎(chǔ)。二 、計(jì)算題1.答案：總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程：r=KPAPB2,K=2.5x10-5(m

8、mHg)-2(min)-2 2.答案：M=60kg 3.答案：動(dòng)力學(xué)方程：K=0.33CA2，CA為乙醛的濃度 4.答案：VR=1730L化學(xué)反應(yīng)工程（三）答案一、基本概念：1.答題要點(diǎn)：均相反應(yīng)器、非均相反應(yīng)器、生化反應(yīng)器等2.答題要點(diǎn)：尺寸、特征、關(guān)系、過程。3.答題要點(diǎn)：將實(shí)際問題規(guī)劃為可代表全部特性的微元體，將微元體細(xì)化分步，細(xì)化部分與化學(xué)動(dòng)力學(xué)結(jié)合，找出細(xì)化部分與周圍傳遞關(guān)系，從而建立數(shù)學(xué)模型。4. 答題要點(diǎn)：能量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞、平衡關(guān)系。解決微元體步長之間的相互關(guān)系，為建立數(shù)學(xué)模型打下基礎(chǔ)。二 、計(jì)算題1.答案：總反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程：r=KPAPB2,K=2.5x10-5(m

9、mHg)-2(min)-2 2.答案：M=60kg 3.答案：動(dòng)力學(xué)方程：K=0.33CA2，CA為乙醛的濃度 4.答案：VR=1730L化學(xué)反應(yīng)工程（四）答案一、基本概念：1.答題要點(diǎn)：不均勻性或分布（a）對反應(yīng)器行為的影響，（b）對宏觀反應(yīng)結(jié)果的影響。2.答題要點(diǎn)：相似模擬法未能涉及因素之間的關(guān)系，某個(gè)相似模擬法的結(jié)果，只能適用于建立該結(jié)果時(shí)實(shí)驗(yàn)所涉及的實(shí)驗(yàn)范圍，當(dāng)實(shí)際過程超過實(shí)驗(yàn)范圍時(shí)，由于出現(xiàn)新的影響因素，結(jié)果往往不一樣。3.答題要點(diǎn)：將實(shí)際問題規(guī)劃為可代表全部特性的微元體，將微元體細(xì)化分步，細(xì)化部分與化學(xué)動(dòng)力學(xué)結(jié)合，找出細(xì)化部分與周圍傳遞關(guān)系，從而建立數(shù)學(xué)模型。4. 答題要點(diǎn)：能量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞、