习题解答.pptx
第一章 均相反应动力学和理想反应器第1页/共43页sRAddd22dddpppttt解：1ARsMPa48. 024. 02dd2ddtptp因为1sAdd0.24MPa sddpptt SAddddnytt，要求得就必须求取Sddnt和sddpt以及AAddpddytt和的关系第2页/共43页SSp VnRTSSddVnpRTA01162kmol58nA0.5x 时ARSt1kmol2kmol1kmol4kmolnnnn，t4300nVRTp总1SSSddd44 2.40.032kmol sdd300 d300nppVtRTtt第3页/共43页AApyp总1AAs8 . 024. 03 . 01dd1ddtppty总第4页/共43页第5页/共43页解：（1）根据活塞流反应器的设计方程0.950.95AAA000AAdd11ln11.10s0.27 10.271 0.95xxcrx（2）求反应器的体积31066.3 8.314 555=0.0969ms0.3 10nRTVp进料流量3R00.0969 11.101.075mVV第6页/共43页第7页/共43页解：已知动力学方程为 AfAfAfRAA00-3220000A20A0AA0Afdd0.001=2=0.5 10-(1-)d111 =(1)(1)1xxAAAAAxVxxccVrkcxxkcxkcx（1）平推流-=AABrkc c000000=(1-)=(1-)=,=(1-)=(1-)AAAABBABABABBAAccxccxccxxccxcx220-=(1-)AABAArkc ckcx第8页/共43页AfA011110.51212 0.1 5xkc （2）采用全混流反应器，转化率为时所需的反应体积计算由设计方程：A0AA0AR20AAB333R00.0050.0025=4min100 0.00250.5 1042 10 mccccVVrkc cVV第9页/共43页（3）采用全混流反应器，反应体积为3可达到的转化率000R22-3200.001=2=0.0005(1-)100 5 10 (1-)=0.382AAAAAAAAAAcccxVxVrkcxxx 解得：第10页/共43页第11页/共43页3333A2.50.452.05kmol m2A1CC2 0.751.5kmol mDA2.05 1.50.55kmol m1A2DD 0.55 21.1kmol m1C1B1D0.5BB反应共消耗 的量为 每消耗 个 生成 个 ，生成 所消耗A的量为 生成 所消耗 的量为 每消耗 个 将生成 个 ，因此 的出口浓度为每生成 个 伴生 个 ，但每生成 个 又消耗个 ，所以的浓度为 30.750.5 1.10.2kmol m解 ：（1）求出口各组分浓度第12页/共43页（2）求k1和k2 对组分C做物料衡算02211-331110.75-00.7512500.452.96 10CCCAccsrkckkm kmols解得：对组分D做物料衡算022-331111.1-01.11250220.45 0.24.89 10DDDA Bccsrk c ckkm kmols解得：第13页/共43页第二章第二章 复合反应与反应选型复合反应与反应选型第14页/共43页解：303033003000312.81.421.60.820.8 1 0.750.2-(1-)0.8 0.750.6-=-(-)=1.40.60.87 0.8 0.23 0.6 0.60.04minABBRSBBBBAAAABBAckmol mckmol mckmol mcccccxkmol mcccccckmol mrkmol m 第15页/共43页B0BA3131AB0.80.215min0.040.12 60=0.48mhr150.480.24mhr2RccrVvvv每一股是总物料量的一半：第16页/共43页解：xckxcktxctcxccxcccckckckcktcrA02A01A0AA0PA0AAA02A1P2A1AA1dddd)1 (dd第17页/共43页112112d()ddd()0,0,xkkkxtxtkkkxtxttxx边界条件：112121()1lnkkkxtkkk积分得到第18页/共43页PeA0ee12AeA0ee0.6672(1)11 0.667ccxxkKkccxx8min0.333tx当时，由理想间歇釜设计方程000001 A02A012=-11AAAxxxAAAAAAAAAAdxdxdxt ccrk cxk cxkxk x第19页/共43页第20页/共43页解：瞬时选择性PP22PRSAAA1112(1)rSrrrcccA0A0AfAfpPAA2A0AfA0AfA111dd0.278(1)ccccSSccccccc对于平推流反应器（由式）A0AfpPA0AfA2A-3AfA01()d(1)11110.5kmol m(1)(1)1 0.212cccScccccc根据选择性的定义第21页/共43页对于全混流反应器（由式）pPA0AfA0Af22Af-311()()(20.2)(1)(10.2)1.25kmol mcSccccc对于两个全混流反应器串联（由式）00111222-3()()()11(2 1)(1 0.2)(1 1)(1 0.2)0.250.560.81PPAANAAPAAfPcSccccSccSkmol m第22页/共43页结论：全混流反应器两全混流反应串联平推流反应器这是因为主反应的反应级数较副反应的反应级数低，反应浓度越低选择性越高，而全混流反应器是在较低浓度下反应。第23页/共43页第24页/共43页第25页/共43页解：对第一个反应釜做物料衡算对组分A而言01011311=0.8kmol mAARAAccVVk cc 解得：对组分B而言101011211311-0.25 0.8-0.05=0.19kmol mBBRBABBBccVcVk ck ccc 解得：第26页/共43页对第二个反应釜做物料衡算对组分A而言1220122320.810.25=0.64kmol mRAAAAAAVcccVk ccc 解得：对组分B而言21201222232-0.191-0.25 0.64-0.05=0.333kmol mRBBBABBBVcccVk ck ccc 解得：第27页/共43页解AA0AAA01 1 22 (1.4-17)1111 340.5 (1.4-19)yy 式式第28页/共43页00000202011-0.511111-0.5 1 0.5=1 0.5AAAAAAAAAAAAAABAAABAAVVxVxnnxdnxdnrV dtVxdtcdxkc cxdtdxkc ccdtx 第29页/共43页AAAA0A0AABB0A0AB0A0AA0A0ABABA00A0AA11=1+1 0.52232321 0.51 0.51 0.5Axxcccxxnnn xnn xnn xnxccVVxVxx2AAAA0A00AA22AA0AAd132d1 0.51 0.51 0.532 =11 0.5AAxxxkccctxxxxkcxx第30页/共43页第31页/共43页解：（1）以组分分压表示的动力学方程BBBRRRSSS=AAAAAnpp Vn RTcVRTnpcVRTnpcVRTnpcVRT同理可得RSABA1 AB2RS12rsababrsa br sp pp prk c ck c ckkRTRT第32页/共43页1212 AABBRRSSrsabRSABAa br sa br sabrsABRSpP ypP ypP ypP yp pp prkkRTRTPPk y yk y yRTRT总总总总总总由道尔顿分压定律（2）以组分摩尔分数表示的动力学方程第33页/共43页（3）以组分初始浓度和A的转化率表示的动力学方程AAA0AAB0A0ABAAR0A0ARAAS0A0ASAA110.510.510.51xccxcc xcxcc xcxcc xcx由式（）可得第34页/共43页B0A0AAA1A0AAAAR0A0AS0A0A2AAAA0.51110.50.511abrscc xxrkcxxcc xcc xkxx 第35页/共43页解：已知条件222231131AA0A2NON2O,1.7mkmols,120mhr0.1013kPa,627.2K,0.70rkckVpTx第36页/共43页(1)不考虑体积变化 ，即恒容过程由平推流反应器设计方程得到0000.7000220002.333(1)AxRAAAARAAAAVdxcVrVdxVV ckcxkc33101103103A03R1101 10627.21200.0765ms101 10273.153600101.30.01943kmol m8.314 627.20.07652.3335.4m1.7 0.01943pTVVpTcV第37页/共43页(2) 考虑体积变化 ，即变容过程由平推流反应器设计方程得到002000AA0AAAA0A112 1 20.5,1,0.5 10.52AAxxRAAAAAAAVdxdxccVrkcxccxy 第38页/共43页20.70.70A0020022A0A0AA220.70.7AA200AA300(1 0.5)1(1)()1(1 0.5)1 0.520.53.62(1)13.628.4AARAAAAARAVdxxdxVV cxkcxkcxxdxxdxxxVVmkc第39页/共43页第40页/共43页解： 示踪法求停留时间分布规律00000( )( )( )( )ttVcVcVccE tmVcdtVc tc tF tE t dtE tt00( )( )ttE t dttE tt22222t00( )( )t E t dttt E ttt 第41页/共43页00( )( )3.333 1033.33minttE t dttE tt 22222t0( )138.33 1033.33272.4mint E ttt 第42页/共43页感谢您的观看！第43页/共43页
