化学反应工程习题第三章

第三章 理想反应器

8.全混流反应器的定常态操作点的判据为_______。

9.全混流反应器稳定的定常态操作点的判据为_______、_______。 10.全混流反应器的返混_______。 11.平推流反应器的返混为_______。

14.如果将平推流反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合，这类反应器为_______的平推流反应器。

15.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。

16. 对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时反应器内返混为_______，而当β→∞时则反应器内返混为_______。

18. 对于反应级数n ＜0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。 19. 对于反应级数n ＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_______反应器为宜。 23.分批式操作的完全混合反应器非生产性时间

0t 不包括下列哪一项_______。

A. 加料时间

B. 反应时间

C. 物料冷却时间

D. 清洗釜所用时间

24.在间歇反应器中进行等温二级反应A → B ，s l mol C r A A ⋅=-/01.02

，当l mol C A /10=时，

求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=_______秒。A. 8500 B. 8900 C. 9000 D. 9900

25.在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，s l mol C r A A ⋅=-/01.0，当l mol C A /10

=时，求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=_______秒。A. 400 B. 460 C. 500 D. 560

30.全混流釜式反应器最多可能有_______个定常态操作点。A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 31.全混流反应器中有_______个稳定的定常态操作点。A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 33.

一级不可逆液相反应A

2R ，3

0/30.2m kmol C A =， 出口转化率7.0=A

x ，每批

操作时间h t t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_______3

m 。（C ）

A. 19.6

B. 20.2

C. 22.2

D. 23.4

39.

对于单一反应组分的平行反应A

P(主)

S(副)，其瞬间收率P ϕ随A C 增大而单调增

大，则最适合的反应器为_______。

A. 平推流反应器

B. 全混流反应器

C. 多釜串联全混流反应器

D. 全混流串接平推流反应器

40.

对于单一反应组分的平行反应

A

P(主)

S(副)，其瞬间收率P ϕ随A C 增大而单调下

降，则最适合的反应器为_______。A. 平推流反应器 B. 全混流反应器

C. 多釜串联全混流反应器

D. 全混流串接平推流反应器 43.简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系？ 答：

45.对于反应，2

1A R C k r =，1E ；A S

C k r 2=，2E ，当1E ＞2E 时如何选择操作温度可以提高产物的收率？

答：

46.在间歇釜中一级不可逆反应，液相反应 A → 2R ，A A kC r =-kmol/m 3

·h ，k=9.52×

109exp[-7448.4/T] h -1，=0A C 2.3 kmol/m 3

，=R M 60，=0R C 0，若转化率=A x 0.7，装置

的生产能力为50000 kg 产物R/天。求50℃等温操作所需反应器的有效容积？（用于非生产性操作时间t 0=0.75 h ） 解：反应终了时R 的浓度为

)/(22.3230m kmol x C C A A R ==

A x A A x A

A A x k x dx k kC dx C t A A

-=-==⎰⎰

11

ln

111000 92.0502734.7448ex p 1052.99=⎥⎦⎤

⎢⎣⎡+-⨯=k

)(31.17.011

ln 92.01h t =-=

2450000

0=+t t M VC R R )

(2.226022.32406.2500003m V =⨯⨯⨯=

47.

CH 2 = CH CH = CH 2(A) + CH 2 = CH

COOCH 3(B)

COOCH 3(C)

该反应在全

混流反应器中进行，以AlCl 3为催化剂，反应温度20℃，液料的体积流速为0.5 m 3

/h ，丁二

烯和丙烯酸甲酯的初始浓度分别为=0A C 96.5 mol/m 3，=0B C 184 mol/m 3

，催化剂的浓度为

=D C 6.63 mol/m 3。速率方程D A A C kC r =-，式中k=1.15×10-3 m 3/mol ·ks ，若要求丁二

烯转化率为40%。求：反应器的体积V；

解： A + B → C

D A A D A A

A C x kC C kC dt dC r )1(0-==-

=-

对于全混流反应器 ∵

D A A

D A A A A A A A C x k x C x kC x C r x C )1()1(000-=-=-=

τ

∴)

(28.24)(4.8763.6)4.01(1015.14

.03h ks ==⨯-⨯⨯=

-τ ∵

0v V

=

τ h m v /5.030=

∴3

014.125.028.24m v V =⨯==τ

在分批式反应器内的反应时间为

)(6711

4

.00

0ks x dx kC r dx C t A x A

A

D

A A A =-=-=⎰

⎰

48. 在全混流反应器中一级不可逆反应，液相反应A → 2R ，A A kC r =-kmol/m 3

·h ，k=9.52

×109exp[-7448.4/T] h -1，=0A C 2.3 kmol/m 3

，=R M 60，=0R C 0，若转化率=A x 0.7，装

置的生产能力为50000 kg 产物R/天。求50℃等温操作所需反应器的有效容积和它的容积效率η？（用于非生产性操作时间t 0=0.75 h ） 解：（1）进料速度v 0

A A R x C C 02= R A A R M x v C C v ⨯=

=∴2450000

2000

60,7.0,3.20===R A A M x C 以

h m v /78.10)7.03.226024/(5000030=⨯⨯⨯⨯=

（2）反应器有效容积V

)1(00A A A A

A x k x kC x C v V -===

τ

3

034.27)1(m x k x v V A A

=-=

∴