化学反应工程课后习题答案.docx

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1、1 绪 论1.1在银催化剂上进展甲醇氧化为甲醛的反响： 进入反响器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反响后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。试计算（1） （1） 反响的选择性；（2） （2） 反响器出口气体的组成。解：（1）由（1.7）式得反响的选择性为： （2）进入反响器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入反响器的总原料量为100mol时，则反响器的进料组成为组分摩尔分率yi0摩尔数ni0(mol)CH3OH2/（2+4+1.3）=0.274027.40空气4/（2+4+1.3）=0.547954.79水1.3/（2+4+1.3

2、）=0.178117.81总计1.000100.0设甲醇的转化率为XA，甲醛的收率为YP，依据（1.3）和（1.5）式可得反响器出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数nA、nP和nc分别为：nA=nA0(1-XA)=7.672 molnP=nA0YP=18.96 molnC=nA0(XA-YP)=0.7672 mol结合上述反响的化学计量式，水（nW）、氧气（nO）和氮气（nN）的摩尔数分别为：nW=nW0+nP+2nC=38.30 molnO=nO0-1/2nP-3/2nC=0.8788 molnN=nN0=43.28 mol所以，反响器出口气体组成为：组分摩尔数（mol）摩尔分率%CH3OH7.

3、6726.983HCHO18.9617.26H2O38.334.87CO20.76720.6983O20.87880.7999N243.2839.391. 1. 2工业上采纳铜锌铝催化剂由一氧化碳和氢合成甲醇，其主副反响如下：由于化学平衡的限制，反响过程中一氧化碳不行能全部转化成甲醇，为了进步原料的利用率，消费上采纳循环操作，即将反响后的气体冷却，可凝组份变为液体即为粗甲醇，不凝组份如氢气及一氧化碳等局部放空，大局部经循环压缩机后与原料气混合返回合成塔中。下图是消费流程示意图冷凝分别合成 原料气 Bkg/h 粗甲醇 Akmol/h 循环压缩100kmol 放空气体原料气和冷凝分别后的气体组成如

4、下：（mol）组分原料气冷凝分别后的气体CO26.8215.49H268.2569.78CO21.460.82CH40.553.62N22.9210.29粗甲醇的组成为CH3OH 89.15%,(CH3)2O 3.55%,C3H9OH 1.10%,H2O 6.20%,均为重量百分率。在操作压力及温度下，其余组分均为不凝组分，但在冷凝冷却过程中可局部溶解于粗甲醇中，对1kg粗甲醇而言，其溶解量为CO2 9.82g,CO 9.38g,H2 1.76g,CH4 2.14g,N25.38g。若循环气与原料气之比为7.2（摩尔比），试计算：（1） （1） 一氧化碳的单程转换率和全程转化率；（2） （2）

5、 甲醇的单程收率和全程收率。解：（1）设簇新原料气进料流量为100kmol/h，则依据已知条件，计算进料原料气组成以质量分率表示如下：组分摩尔质量yi0(mol%)Fi0(kmol/h)质量分率xi0%CO2826.8226.8272.05H2268.2568.2513.1CO2441.461.466.164CH4160.550.550.8443N2282.922.927.844总计100100100其中xi=yiMi/yiMi。进料的平均摩尔质量Mm=yiMi=10.42kg/kmol。经冷凝分别后的气体组成（亦即放空气体的组成）如下：组分摩尔质量摩尔分率yiCO2815.49H2269.7

6、8CO2440.82CH4163.62N22810.29总计100其中冷凝分别后气体平均分子量为 Mm=yiMi=9.554又设放空气体流量为Akmol/h，粗甲醇的流量为Bkg/h。对整个系统的N2作衡算得：5.38B/281000+0.1029A=2.92 (A) 对整个系统就全部物料作衡算得：10010.42=B+9.554A (B) 联立（A）、（B）两个方程，解之得A=26.91kmol/h B=785.2kg/h反响后产物中CO摩尔流量为FCO=0.1549A+9.38B/(281000)将求得的A、B值代入得FCO=4.431 kmol/h故CO的全程转化率为由已知循环气与簇新气

7、之摩尔比，可得反响器出口处的CO摩尔流量为FCO,0=1000.2682+7.21000.1549=138.4 kmol/h所以CO的单程转化率为产物粗甲醇所溶解的CO2、CO、H2、CH4和N2总量D为粗甲醇中甲醇的量为(B-D)X甲/Mm=(785.2-0.02848B) 0.8915/32=21.25 kmol/h所以，甲醇的全程收率为Y总=21.25/26.82=79.24%甲醇的单程收率为Y单=21.25/138.4=15.36%2 反响动力学根底2.1在一体积为4L的恒容反响器中进展A的水解反响，反响前 A的含量为12.23%（重量），混合物的密度为1g/mL，反响物A的分子量为8

8、8。在等温常压下不断取样分析，测的组分A的浓度随时间变更的数据如下：反响时间（h）1.02.03.04.05.06.07.08.09.0CA(mol/L)0.90.610.420.280.170.120.080.0450.03试求反响时间为3.5h的A的水解速率。解：利用反响时间与组分A的浓度变更数据，作出CAt的关系曲线，用镜面法求得t=3.5h时该点的切线，即为水解速率。切线的斜率为由（2.6）式可知反响物的水解速率为2.2在一管式反响器中常压300等温下进展甲烷化反响： 催化剂体积为10ml，原料气中CO的含量为3%，其余为N2,H2气体，变更进口原料气流量Q0进展试验，测得出口CO的转

9、化率为：Q0(ml/min)83.367.650.038.529.422.2X(%)203040506070试求当进口原料气体流量为50ml/min时CO的转化速率。解：是一个流淌反响器，其反响速率式可用（2.7）式来表示故反响速率可表示为：用XAVR/Q0作图，过VR/Q0=0.20min的点作切线，即得该条件下的dXA/d(VR/Q0)值。VR/Q0min0.120.1480.200.260.340.45XA%20.030.040.050.060.070.0故CO的转化速率为2.3已知在Fe-Mg催化剂上水煤气变换反响的正反响动力学方程为：式中yCO和yCO2为一氧化碳及二氧化碳的瞬间摩尔

10、分率，0.1MPa压力及700K时反响速率常数kW等于0.0535kmol/kg.h。如催化剂的比外表积为30m2/g，堆密度为1.13g/cm3，试计算：（1） （1） 以反响体积为基准的速率常数kV。（2） （2） 以反响相界面积为基准的速率常数kg。（3） （3） 以分压表示反响物系组成时的速率常数kg。（4） （4） 以摩尔浓度表示反响物系组成时的速率常数kC。解：利用（2.10）式及（2.28）式可求得问题的解。留意题中所给比外表的单位换算成m2/m3。2.4在等温下进展液相反响A+BC+D，在该条件下的反响速率方程为：若将A和B的初始浓度均为3mol/l的原料混合进展反响，求反响4

11、min时A的转化率。解：由题中条件知是个等容反响过程，且A和B的初始浓度均相等，即为1.5mol/l，故可把反响速率式简化，得由（2.6）式可知代入速率方程式化简整理得积分得解得XA=82.76%。2.5氨合成塔入口的气体组成为3.5%NH3,20.8%N2,62.6%H2,7.08%Ar及5.89CH4。该塔是在30MPa压力下操作。已知催化剂床层中某处的温度为490，反响气体中氨含量为10%（mol），试计算该处的反响速率。在Fe催化剂上氨合成反响速率式为：逆反响的活化能。450时，且，490时，Kp可按下式计算：注：m3为标准立方米。解：题中给出450时的k2值，而反响是在490下，故首

12、先要求出490时的k2值。利用（2.27）试，求出频率因子A:490的Kp值由题给公式计算出求k1值： 求各组分的分压值：各组分的分率及分压值为NH310%pNH3=3MPaN219.06%pN2=5.718MPaH257.18%pH2=17.15MPaAr+ CH413.79%pAr+ CH4=4.137MPa反响速率为：2.6下面是两个反响的T-X图，图中AB是平衡曲线，NP是最佳温度曲线，AM是等温线，HB是等转化率线。依据下面两图答复：（1） （1） 是可逆反响还是不行逆反响？（2） （2） 是放热反响还是吸热反响？（3） （3） 在等温线上，A,D,O,E,M点中哪一点速率最大，哪一

13、点速率最小？（4） （4） 在等转化率线上，H,C,R,O,F及B点中，哪一点速率最大，哪一点速率最小？（5） （5） 在C,R两点中，谁的速率大？（6） （6） 依据图中所给的十点中，推断哪一点速率最大？解： 图2.1 图2.2（1）可逆反响 可逆反响（2）放热反响 吸热反响 (3)M点速率最大，A点速率最小 M点速率最大，A点速率最小 (4)O点速率最大，B点速率最小 H点速率最大，B点速率最小 (5)R点速率大于C点速率 C点速率大于R点速率 (6)M点速率最大 依据等速线的走始终推断H,M点的速率大小。2.7在进展一氧化碳变换反响动力学探讨中，采纳B106催化剂进展试验，测得正反响活化

14、能为,假设不考虑逆反响，试问反响温度是550时的速率比反响温度是400时的速率大多少倍？解：从题中可知，反响条件除了温度不同外，其它条件都一样，而温度的影响表如今反响速率常数k上，故可用反响速率常数之比来描绘反响速率之比。2.8常压下，在钒催化剂上进展SO2氧化反响，原料气组成为7%O2及82%N2。试计算转化率为80%时的最佳温度。二氧化硫在钒催化剂上氧化的正反响活化能为，化学计量数等于2，反响式为：其平衡常数与温度的关系为：该反响的热效应。解：（1）求出转化率为80%时各组分的分压：以100mol为基准xSO2O2SO3N207.011.0082.0100.00.807(1-0.80)=1

15、.411-5.60.5=8.25.6082.097.2 （2）求与上述组成对应的平衡常数KP值：(3)求平衡温度Te(4)利用（2.31）式求逆反响活化能值(5)利用（2.31）式求最佳温度TOP2.9在一恒容反响器中进展下列液相反响： 式中rR,rD分别表示产物R及D的生成速率。反响用的原料为A与B的混合物，其中A的浓度为2kmol/m3，试计算A的转化率到达95%时所需的反响时间。解：反响物A的消耗速率应为两反响速率之和，即利用（2.6）式积分之2.10在催化剂上进展三甲基苯的氢解反响：反响器进口原料气组成为66.67%H2,33.33%三甲基苯。在0.1Mpa及523K下等温反响，当反响

16、器出口三甲基苯的转化率为80%时，其混合气体的氢含量为20%，试求：（1） （1） 此时反响器出口的气体组成。（2） （2） 若这两个反响的动力学方程分别为：则出口处二甲基苯的生成速率是多少？解：以100mol为计算基准，设X为三甲基苯的转化率，Y为生成的甲苯摩尔数。（1） （1） 用物料衡算求出口气体组成：组分名称X=0时X=0.8时三甲基苯(A)33.3333.33（1-X）氢（B）66.6766.67-33.33X-Y二甲基苯(C)033.33X-Y甲烷(D)033.33X+Y甲基苯（E）0Y100.0100.0由题给条件可知，混合气中氢的含量为20%，所以有：66.67-33.33X-

17、Y=20解得Y=66.67-33.330.8-20=20.01kmol（甲苯量）生成的二甲基苯量：33.330.8-20.01=6.654kmol生成的甲烷量：33.330.8+20.01=46.67kmol剩余的三甲基苯量：33.33（1-0.8）=6.666kmol氢气含量为：20kmol故出口尾气组成为：三甲基苯6.666%，氢气20%，二甲基苯6.654%，甲烷46.67%，甲基苯20.01%。（2） （2） 由题给条件可知，三甲基苯的出口浓度为：2.11在210等温下进展亚硝酸乙脂的气相分解反响：该反响为一级不行逆反响，反响速率常数与温度的关系为，若反响是在恒容下进展，系统的起始总压

18、为0.1013MPa，采纳的是纯亚硝酸乙脂，试计算亚硝酸乙脂分解率为80%时，亚硝酸乙脂的分解速率及乙醇的生成速率。若采纳恒压反响，乙醇的生成速率又是多少？解：（1）恒容过程，其反响式可表示为：反响速率式表示为：设为志向气体，反响物A的初始浓度为：亚硝酸乙脂的分解速率为：乙醇的生成速率为：（2）恒压过程，由于反响前后摩尔数有变更，是个变容过程，由（2.49）式可求得总摩尔数的变更。由于反响物是纯A，故有：yA0=1。由（2.52）式可求得组分的瞬间浓度：乙醇的生成速率为：2.12甲烷与水蒸气在镍催化剂及750等温下的转化反响为：原料气中甲烷与水蒸气的摩尔比为1：4，若这个反响对各反响物均为一级

19、，已知k=2l/mol.s,试求：（1） （1） 反响在恒容下进展，系统的初始总压为0.1013MPa，当反响器出口的CH4转化率为80%时，CO2和H2的生成速率是多少？（2） （2） 反响在恒压下进展，其他条件如（1），CO2的生成速率又是多少？解：（1）由题意可将反响速率表示为：对于恒容过程，则有当XA0=0.8时（2）对于恒压过程，是个变容反响过程，由（2.49）式可求得总摩尔数的变更反响物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等温及常压下进展气相反响：（1） （2） （3） 式中CA为反响物A的浓度（mol/l），原料中A和惰性气体各为一半（体

20、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），先求出总摩尔变更数。首先将产物的生成速率变为对应的反响物的转化速率：总反响速率为：以一摩尔反响物A为基准，总摩尔变更数为：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响物A生成R及S的瞬间选择性SR,SS,因此可求出产物R及S的收率yR,yS,求得A转化率为85%时的分率：其中：2.14在Pt催化剂上进展异丙苯分解反响：以A,B及R分别表示异丙苯，苯及丙烯，反响步骤如下：（1） （2）（3）若外表反响为速率限制步骤，试推导异丙苯分解的速率方程。解：依据速率限制步骤及定态近似原理，除外表反响

21、外，其它两步到达平衡，描绘如下：以外表反响速率方程来代表整个反响的速率方程：由于将代入上式得：整理得：将代入速率方程中其中2.15在银催化剂上进展乙烯氧化反响：化作其反响步骤可表示如下：（1） （2） （3）（4）若是第三步是速率限制步骤，试推导其动力学方程。解：依据速率限制步骤及定态近似原理，除外表反响步骤外，其余近似到达平衡，写出相应的覆盖率表达式：整个反响的速率方程以外表反响的速率方程来表示：依据总覆盖率为1的原则，则有：或整理得：将代入反响速率方程，得：其中2.16设有反响，其反响步骤表示如下：（1） （2）（3）若（1）速率限制步骤，试推导其动力学方程。解：先写出各步的速率式：由于（

22、1）是速率限制步骤，第（2）步是不行逆反响，其反响速率应等于（1）的吸附速率，故有：整理得：依据定态近似原则因为将代入上式，化简后得：最终将代入吸附速率式，即为该反响的动力学方程式。2.17一氧化碳变换反响：在较低温度下，其动力学方程可表示为：试拟定该反响的适宜的反响步骤。解：依据题意，假设反响步骤如下：并假设第二步是限制步骤，其速率方程就代表了整个反响的速率方程：其余的两步可认为到达平衡，则有：由于，有：将代入速率式，得：式中。故上述假定与题意符合。但上述假定的反响步骤不是唯一的。2.18利用习题2.1的数据，试用积分法和微分法求其动力学方程。解：先用积分法求其动力学方程。设为一级不行逆反响

23、，其速率表达式为：积分得：用t作图。t(h)012345678900.4420.8311.2531.6092.1082.4572.8623.4383.843作图得始终线，其斜率为0.425h-1，故假设一级反响是合理的，其动力学方程可表示为：用微分法求解动力学方程首先用CAt曲线，在曲线上取时间为0，1，2，9h所对应点的切线，为了精确可采纳镜面法，求得各切线的斜率即为对应的dCA/dt之值，然后再以dCA/dtCA作图，所求的dCA/dt值如下表所示：t(h)0123456789CA(mol/l)1.400.900.610.400.280.170.120.080.0450.03dCA/dt(

24、mol/l.h)0.700.450.2950.1910.1470.0950.060.0330.0250.015设为一级不行逆反响，用dCA/dtCA作图得始终线，其斜率为0.5h-1，其动力学方程可表示为：或将速率方程直线化，即两边取对数，得：可简化为y=b+ax形式，利用多元回来，可求得反响级数n=1.0041，反响速率常数值为k=0.4996。还可用一数学公式来拟合CAt曲线，然后再将该数学公式对t求导，求得dCA/dt之值，此法会比作图法来的精确。2.19在Ni催化剂上进展甲烷化反响：由试验测得200时甲烷的生成速率RCH4及CO和H2的分压pCO,pH 2的关系如下：pCO(MPa)0

25、.100.180.4080.721.05pH2(MPa)0.10130.10130.10130.10130.1013RCH4若该反响的动力学方程可用幂函数表示，试用最小二乘法求一氧化碳的反响级数及正反响速率常数。解：由题意可写出速率方程式：但由于氢的分压保持为0.1013MPa的恒定值，反响速率式可简化为：式中。将速率式直线化： 或式中，由残差平方和最小而导出最小二乘法的系数计算式：序号yxx2xy1-4.916-2.3035.30211.322-4.328-1.7152.9417.4213-3.507-0.8970.8043.1444-2.941-0.3290.1080.9665-2.564

26、-0.0490.002-0.125-18.26-5.2939.15722.73将累加值代入a,b系数式中，得：2.20在铂催化剂上，乙烯深度氧化的动力学方程可表示为：式中pA,pB分别表示乙烯及氧的分压。在473K等温下的试验数据如下：号pA103MPapB103MPar104mol/g.min18.9903.2300.672214.223.0001.07238.8604.0800.59848.3202.0300.71354.3700.8900.61067.7501.7400.83477.7501.8200.82886.1701.7300.65696.1301.7300.694106.9801

27、.5600.791112.8701.0600.418试求该温度下的反响速率常数k和吸附平衡常数KB。解：首先将动力学方程式直线化：或y=b+ax。其中序号yx103x2105xy103r104,%10.6573.3201.0432.1230.6780.9020.6313.0000.9001.8921.1265.030.7784.0801.6653.1720.5685.040.4872.0200.4120.9880.82916.350.2530.8900.0790.2250.5824.660.4021.7400.3030.7000.8330.170.4131.8200.3310.7510.816

28、1.480.4031.7300.2990.6980.6651.490.3911.7300.2990.6760.6614.8100.3711.5600.2430.5790.7870.5110.2701.0600.1120.2860.36911.75.05622.875.66812.09平均偏向，结果是令人满足的。3 釜式反响器3.1在等温间歇反响器中进展乙酸乙酯皂化反响：该反响对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反响开场时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为0.02mol/l，反响速率常数等于5.6l/mol.min。要求最终转化率到达95%。试问：（1） （1） 当反响器的反响体积为1m3时，须要多长的反响

29、时间？（2） （2） 若反响器的反响体积为2m3，所需的反响时间又是多少？解：（1）(2) 因为间歇反响器的反响时间与反响器的大小无关，所以反响时间仍为2.83h。3.2拟在等温间歇反响器中进展氯乙醇的皂化反响：以消费乙二醇，产量为20/h，运用15%（重量）的NaHCO3水溶液及30%（重量）的氯乙醇水溶液作原料，反响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。该反响对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级，在反响温度下反响速率常数等于5.2l/mol.h，要求转化率到达95%。（1） （1） 若协助时间为0.5h，试计算反响器的有效体积；（2） （2） 若装填系数取0.75，试计算

30、反响器的实际体积。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：反响时间：反响体积：（2） （2） 反响器的实际体积：3.3丙酸钠与盐酸的反响：为二级可逆反响（对丙酸钠和盐酸均为一级），在试验室中用间歇反响器于50等温下进展该反响的试验。反响开场时两反响物的摩尔比为1，为了确定反响进展的程度，在不同的反响时间下取出10ml反响液用0.515N的NaOH溶液滴定，以确定未反响盐酸浓度。不同反响时间下，NaOH溶液用量如下表所示：时间，min0

31、10203050NaOH用量，ml52.232.123.518.914.410.5现拟用与试验室反响条件一样的间歇反响器消费丙酸，产量为500kg/h，且丙酸钠的转化率要到达平衡转化率的90%。试计算反响器的反响体积。假定（1）原料装入以及加热至反响温度（50）所需的时间为20min，且在加热过程中不进展反响；（2）卸料及清洗时间为10min；（3）反响过程中反响物密度恒定。解：用A,B,R,S分别表示反响方程式中的四种物质，利用当量关系可求出任一时刻盐酸的浓度（也就是丙酸钠的浓度，因为其计量比和投量比均为1：1）为：于是可求出A的平衡转化率：现以丙酸浓度对时间作图：由上图，当CA=0.051

32、514.7mol/l时，所对应的反响时间为48min。由于在同样条件下，间歇反响器的反响时间与反响器的大小无关，所以该消费规模反响器的反响时间也是48min。丙酸的产量为：500kg/h=112.6mol/min。所需丙酸钠的量为:112.6/0.72=156.4mol/min。原料处理量为：反响器体积：实际反响体积：3.4在间歇反响器中，在绝热条件下进展液相反响：其反响速率方程为：式中组分A及B的浓度CA及CB以kmol/m3为单位，温度T的单位为K。该反响的热效应等于-4000kJ/kmol。反响开场时溶液不含R，组分A和B的浓度均等于0.04kmol/m3，反响混合物的平均热容按4.10

33、2kJ/m3.K计算。反响开场时反响混合物的温度为50。（1） （1） 试计算A的转化率达85%时所需的反响时间及此时的反响温度。（2） （2） 假设要求全部反响物都转化为产物R，是否可能？为什么？解：(1) （由数值积分得出）(2)若A全部转化为R,即XA=1.0,则由上面的积分式知，t,这明显是不行能的。3.5在间歇反响器中进展液相反响：A的初始浓度为0.1kmol/m3,C，D的初始浓度为零，B过量，反响时间为t1时，CA=0.055kmol/m3，CC=0.038 kmol/m3，而反响时间为t2时，CA=0.01 kmol/m3，CC=0.042kmol/m3，试求：（1） （1）

34、k2/k1;（2） （2） 产物C的最大浓度；（3） （3） 对应C的最大浓度时A的转化率。解：(1)因为B过量，所以：恒容时： （A） (B)（B）式除以（A）式得：解此微分方程得： （C）将t1,CA,CC及t2,CA,CC数据代入（C）式化简得：解之得： (2)先求出最大转化率:(3)产物C的最大收率：产物C的最大浓度：3.6 在等温间歇反响器中进展液相反响初始的反响物料中不含A2和A3，A1的浓度为2mol/l，在反响温度下k1=4.0min-1,k2=3.6min-1,k3=1.5min-1。试求:（1） （1） 反响时间为1.0min时，反响物系的组成。（2） （2） 反响时间无限

35、延长时，反响物系的组成。（3） （3） 将上述反响改为反响时间无限延长时，反响物系的组成。解：依据题中给的两种反响状况，可分别列出微分方程，然后进展求解。但细致分析这两种状况，其本质是下述反响的特例： (A)当时，（A）式变为 (B)当时，（A）式变为 (C)当时，（A）式变为 (D)其中式（D）即为书讲的一级不行逆连串反响。可见只要得到（A）式的解，则可简单化简得到（B）,(C)及(D)式的解。对于(A)式，可列出如下微分方程组： (1) (2) (3)由题意知初始条件为： (4)联立求解此微分方程组可得： (5) (6) (7)式中，由如下式确定： (8) (9)如今可用上述结果对本题进展

36、计算：（1）由（5）（9）式得（2）当t时，由（5）（9）式得（3）此时为的状况，当t时，由得：3.7拟设计一反响装置等温进展下列液相反响：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） 若采纳多段全混流反响器串联，何种加料方式最好？（3） （3） 若用半间歇反响器，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，故应按主反响的计量比投料为好。（2）保证CA低，CB高，故可用下图所示的多釜串联方式：（3）用半间歇反响器，若欲使CA低，CB高，可以将B一次先参加反响器，然后滴加A.3.8在一个体积为

37、300l的反响器中86等温下将浓度为3.2kmol/m3的过氧化氢异丙苯溶液分解：消费苯酚和丙酮。该反响为一级反响，反响温度下反响速率常数等于0.08s-1,最终转化率达98.9%，试计算苯酚的产量。（1） （1） 假设这个反响器是间歇操作反响器，并设协助操作时间为15min;（2） （2） 假设是全混流反响器；（3） （3） 试比拟上二问的计算结果；（4） （4） 若过氧化氢异丙苯浓度增加一倍，其他条件不变，结果怎样？解：（1）苯酚浓度苯酚产量（2）全混流反响器苯酚产量（3）说明全混釜的产量小于间歇釜的产量，这是由于全混釜中反响物浓度低，反响速度慢的缘由。（4）由于该反响为一级反响，由上述计

38、算可知，无论是间歇反响器或全混流反响器，其原料处理量不变，但由于CAB增加一倍，故C苯酚也增加一倍，故上述两个反响器中苯酚的产量均增加一倍。3.9在间歇反响器中等温进展下列液相反响：rD及rR分别为产物D及R的生成速率。反响用的原料为A及B的混合液，其中A的浓度等于2kmol/m3。（1） （1） 计算A的转化率达95%时所需的反响时间；（2） （2） A的转化率为95%时，R的收率是多少？（3） （3） 若反响温度不变，要求D的收率达70%，能否办到？（4） （4） 改用全混反响器操作，反响温度与原料组成均不变更，保持空时与（1）的反响时间一样，A的转化率是否可到达95%？（5） （5） 在全混反响器中操作时，A的转化率如仍要求到达95%，其它条件不变，R的收率是多少？（6） （6） 若采纳半间歇操作，B先放入反响器内，开场反响时A按（1）计算的时间均速参加反响器内。假设B的量为1m3，A为0.4m3，试计算A加完时，组分A所能到达的转化率及R的收率。解：（1）第二章2.9题已求出t=0.396h=24.23min(2) (3)若转化率仍为0.95，且温度为常数，则D的瞬时选择性为：D的收率：这说明能使D的收率到达70%（4）对全混流反响器，若使=t=0.3958h,则有解之得：CA=0.4433所以：这说明在这种状况下转化率达不到95%。（5） （5） 对全混流反响