聚合反应工程

习题二 1.

在一等温操作的间歇反应器中进行某一级液相反应，

13min 后反应物转化掉70%。今若把此反应移至平推流反应器或全混 流反应

器中进行，为达到相同的转化率，所需的空时和空速各是多少？

2. 在555K 及0.3MPa 在平推流管式反应器中进行反应：A ——-P,已知进料中含30%A （摩尔百分数），其余为惰性物料,

3

加料流量为6.3moi/s ,动力学方程式为 _r A = 0.27n A mol/m *s ，为了达到95%专化率，试求：

（1）

所需空速为多少？ （2）反应器容积大小。

3. 液相反应A —— -P 在一间歇反应器中进行，反应速度如下表所示：

（1） 若 C A0=1.3mol/l , C Af =0.3mol/l ，则反应时间为多少？ （2）流反应器中进行，C A0=1.5mol/l , F A0=1000mol/hr ，求 x A =0.80

时所需反应器大小。（3）当C A0=1.2mol/l ，F A0=1000mol/hr ，X A =0.75时，求所需的全混流釜式反应器大小。

4.

均相气相反应 A —— '3P,服从二级反应动力学。在 0.5MPa 350C 和

V 0=4m i /hr 下，采用一个2.5cm 内径、2m 长的实验

反应器，能获得60%专化率。为了设计工业规模反应器，当处理量为

320n n /hr ，进料中含50%惰性物料时，在2.5MPa 和350C 下

反应，为了获得80%专化率，（1）需用2.5cm 内径、2m

长的管子多少根？ （ 2）这些管子应以平行或串联联结？假设流动状况为 平推流，忽略压降，反应气体符合理想气体行为。 5丙烷热裂解为乙烯的反应可表示为

C 3H8—— -GH+CH （忽略副反应）在 772C 等温反应时，动力学方程式为

-dp 』dt=kp A

其中k=0.4hr -1。若系统保持恒压，P=0.1MPa V 0=800l/hr （772C ，0.1MPs ），求当X A =0.5时，所需反应器体积。

6理想气体分解反应 A -P+S 在初始温度为 348K 压力为0.5MPa 反应器容积为 0.25M 3下进行，反应的热效应在 348K 时为 -5815J/mol ，假定各物料的比热在反应过程中恒定不便，且分别为 C PA =126J/mol?K, C PP =C PS =105J/mol ?K ;反应速度常数如下表所

示：

（-：）X PA P B -吳）mol/hr *m 3

其中

k = k 0 exp （— E / RT ） k 0

=1.26*10

-4

E=21.8*103,K=7.18*10 -7exp （29.6*103/RT ）,已知 P A 0=0.05MPa, P B0=0.05MPa ,

P P 0=0, P=0.1MPa 。求最优温度与转化率的关系。

8. 一级反应A -P ,在一体积为V P 的平推流反应器中进行，已知进料温度为

150C ，活化能为84kJ/mol ，今如改用全混流反应

器，其所需体积为 V m ,则V m /V p 应为如何？若转化率分别为 0.6和0.9,如要使V m =V p ，反应温度应如何变化？如反应级数分 别为n=2, 1/2, -1时，全混流反应器的体积将如何变化？

A+B *

> P ,反应的动力学方程式为