反應(yīng)工程復(fù)習(xí)題集

1、 簡述氣液反應(yīng)過程的步驟？1）氣相反應(yīng)物A從氣相主體通過氣膜傳至氣流相界面，并在界面上達(dá)到氣液相平衡；（2）反應(yīng)組分A從氣液相界面穿過液膜進(jìn)入液相主體，并同時進(jìn)行反應(yīng)；（3）液相產(chǎn)物向液相主體內(nèi)擴(kuò)散，氣相產(chǎn)物則向氣液界面擴(kuò)散穿過氣膜進(jìn)行氣相主體4.氣固相催化反應(yīng)的步驟答：多相催化反應(yīng)反應(yīng)過程的步驟：（1）反應(yīng)組分從流體主體向固體催化劑外表面?zhèn)鬟f；（2）反應(yīng)組分從外表面向催化劑內(nèi)表面?zhèn)鬟f；（3）反應(yīng)組分在催化劑表面的活性中心上吸附；（4）在催化劑表面上進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；（5）反應(yīng)產(chǎn)物在催化劑表面上吸附（6）反應(yīng)產(chǎn)物從催化劑內(nèi)表面向外表面?zhèn)鬟f（7）反應(yīng)產(chǎn)物從催化劑的外表面向流體主體傳遞5.簡述雙膜理論

2、在氣、液兩相中沿相界面兩側(cè)存在一個氣膜一個液膜。氣、液兩相中的傳質(zhì)阻力全部集中在兩側(cè)膜內(nèi)。五、計算題1.考慮反應(yīng)A3P,其動力學(xué)方程式為-r二-丄dnA二knA，試推導(dǎo)在aVdtV恒容下以總壓P表示的動力學(xué)方程式？解1dn-rAVdtdCdtA=-rAVdtdCdtA=kCt=0Cao0Caot=tCa3(Cao-Ca)3Cao-2CaP0=CaoRTP=(3Cao-2Ca)RT推出Ca二2p0Zp滯可得=kC=kCAdt3P一Pd(o)3pp2R丿=kPoZLdt2RTdP=k(3P-P)dto2.反應(yīng)A+R+S,己知Vr=1L,物料進(jìn)料速率Vo=0.5L/min,RoCAo=CBo=0.0

3、5mol/L,動力學(xué)方程式為(-rA)=kcAcB,其中k=100L/(mol.min).求:.欲用全混流反應(yīng)器得到相同的出口轉(zhuǎn)化率,反應(yīng)器體積應(yīng)多大?.若全混流反應(yīng)器體積Vr=1L，可達(dá)到的轉(zhuǎn)化率為多少？T=V/u“CXA%A00-rAV=C卜倬uA00kC2(1-x)2TOC o 1-5 h zA0A1xx=A=A0.5kC(1-x)100 x0.05(1-x)AOAAxA=90.9%AT=T=V/u=CAOXa:(CAOXXA)三kXCAO2X(1-心可=22minV=uXT=11LVCxT=AOAvkCC0AB10.05xx=A0.5100 x0.05x(1-x)Ax=73%A3、乙烯

4、氧化生成環(huán)氧乙烷為銀催化劑上的氣固相催化反應(yīng)，進(jìn)入反應(yīng)器的氣體組成(摩爾比)：C2H4：15%,O2:7%,CO2：10%,其余為Ar、N2；出反應(yīng)器氣體中現(xiàn)已知：C2H4：13.1%,O2：4.8%。試計算乙烯的轉(zhuǎn)化率、環(huán)氧CH+0.5OTCHO乙烷的選擇性及收率。(CH+3OT2CO+2HO)24222解以100mol進(jìn)料為基準(zhǔn)，以a、p表示環(huán)氧乙烷及二氧化碳的生成量，C2H4O2C2H4OCO2H2O惰總計進(jìn)口157010068出口15-a-p/27-a/2-3p/2a10+pp68100-a/2進(jìn)行物料衡算，結(jié)合出口條件可知：15一卩/2二0.131則可求得a=1.504mol,則可求

5、得a=1.504mol,p=7/2-1-5p二0.048100-a/20.989mol乙烯反應(yīng)量：1.5040.989/2=1.9985mol轉(zhuǎn)化率：1.9985/15=0.1333收率：1.504/15=0.1003選擇率：1.504/1.9985=0.7526某廠生產(chǎn)醇酸樹脂是使己二酸與己二醇以等摩爾比在70C用間歇反應(yīng)器以HSO作催化劑進(jìn)行縮聚反應(yīng)而生產(chǎn)的,實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)動力學(xué)方程為:24(-r)=kc2AAk=1.97X10-3m3/kmol.minCA0=4kmol/m3若每天處理2400kg己二酸，每批操作輔助生產(chǎn)時間為lh,反應(yīng)器裝填系數(shù)為0.75,求:.轉(zhuǎn)化率為0.8,0.9時，所需反應(yīng)時間為多少？.求轉(zhuǎn)化率為0.8時所需反應(yīng)器體積為多少？并進(jìn)行圓整?(已知己二酸的分子量M=146)解(1)t解(1)t=CA0jxA0dxA-rA1t=1t=CA0_1kCA0 xdxXAA0k(1-x2Ax)亠)1一xAx=0.8時t=3.04x104(s)=8.46hAx=0.9時t=6.85x104(s)=19.02hA(2)F=100/146=0.685(kmol/h)A0v=F/C=0.685/4=