反应工程计算题模板

1

有一反应在间歇反应器中进行, 经过8min 后, 反应物转化掉80％, 经过18min 后, 转化掉90％, 求表示此反应的动力学方程式。

解

2

A A min 18A0min 8A0A

A A0d d 2

19.019.0181)(21

8.018.081)(11kc t

c kc kc x x c kt =-

=-⋅==

-⋅=-⋅=

为假设正确，动力学方程 2

反应O 2H N 2NO 2H

222

+→+, 在恒容下用等摩尔

H 2, NO 进行实验, 测

得以下数据

总压/MPa 0.0272 0.0326 0.0381 0.0435 0.0543 半衰期/s

265

186

135

104

67

求此反应的级数。 解

()

()

()()

()205

.4644

.4905

.4226

.5580

.5ln 304.1526.1658.1814.1995.1ln 671041351862652715

.02175.01905.01630.01360

.02

1ln ln 115.01ln 15.015.0115.01

11d d d d d d 2

1A021A0A02

10A p 12

110A p 121p 1A0110A A0

A 21p 1A

10A p 1A

A p A A p A A

A0

A

A 2

1t p t p p p t p n n k t p n k t k p p n p p t t t k p p n t

k n p t

p p t

k p p p k t

p n n

n n

n n n

n p p

n p p t n n n

-----=

=-+--=--=--===--=+-=-=-=-

--------+---⎰⎰总

作图，得直线对A021ln ln p t

Y=A+B*X

Parameter

Value Error A 1.60217 0.01399 B -1.9946

0.00834

三级反应斜率3

19946.19946

.1≈-=--n n

3

A 和

B 在水溶液中进行反应, 在25℃下测得下列数据, 试确定该反应反应级数和反应速度常数。

时间/s

116.8 319.8 490.2 913.8 1188 ∞ c A /kmol ·m -3 99.0 90.6 83.0 70.6 65.3 42.4 c B /kmol ·m -3

56.6

48.2

40.6

28.2

22.9

解

由c A -c B =42.4可知反应应按下列方式A+B →产物进行

l n t 1/2

ln p A0

设为二级反应

B A A

d d c kc t

c =-

积分得: B A0B0A B0A0ln 1c c c c c c kt -=

以B

A

B0A0ln 1c c

c c -对t 作图若为直线, 则假设正确。

由c A0-c B0=42.4整理得数据如下:

t

116.8 319.8 490.2 913.8 1188 B

A B0A0ln 1c c

c c y -= 0.013

2

0.0149

0.0169

0.0216

0.0247

线性回归:

Y=A+B*X

Parameter

Value Error A 0.01166 1.84643E-4 B

1.08978E-5

2.55927E-7

01166.0100898.15+⨯=-t y

B

A 5

A 1

135100898.1d d s kmol m 100898.1c c t

c k ----⨯=-⨯= 4

在间歇搅拌槽式反应器中, 用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯, 反应式为:

()()()()

S R B A O H H COOC CH OH H C COOH CH 2943SO H 9434

2+−−→−+

y

t

反应物配比为: A(mol):B(mol)=1:4.97, 反应在100℃下进行。A 转化率达50％需要时间为24.6min, 辅助生产时间为30min, 每天生产2400kg 醋酸丁酯( 忽略分离损失) , 计算反应器体积。混合物密度为750kg ·m -3, 反应器装填系数为0.75。 解

3

31

31

11

1

1

1i 1.2m 0.75

0.8949

总体积

反应0.8949m 0.910.9834有效体积反应0.91hr

60

54.6

折合54.6min 3024.6总生产时间hr 0.9834m 750

737.5

换算成体积流量hr 737.5kg 634.1103.4总投料量hr 634.1kg 744.97724.1B 4.97:1B :A hr 103.4kg 601.724折算成质hr 1.724kmol 0.5

0.862

的投料量

A ，则50%转化率hr 0.862kmol 116

100

hr 100kg 2400/24R 116 74 60 M S R B A ==⨯==+=⋅=+⋅=⨯⨯=⋅=⨯⋅=⋅=⋅=+→+-------器器投料量则量流量产量

5

液相一级不可逆分解反应A →B+C 于常温下在一个2m 3全混流反应器( CSTR, MFR, 连续搅拌槽式反应器) 中等温进行。进口反应物浓度为1kmol ·m -3, 体积流量为1m 3hr -1, 出口转化率为80%。因后续工段设备故障, 出口物流中断。操作人员为此紧急停止反应器进料。半小时后故障排除, 生产恢复。试计算生产恢复时反应器内物料的转化率为多少?

解