化学反应器设计、操作与控制

谢谢！
0.5 0.323 0.0174* 60 *1.75 * (1 0.5)^2
任务点:4、能够用图解法计算乙酸丁酯反应 器（2－CSTR）的有效体积。 由任务一得动力学方程式为：(-rA)=kC2A
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2
取两台釜式反应器的体积相等，并假设每台釜的有 效体积均为0.18m³ ，可得各平行操作线的斜率为V0/VRi=-0.459/0.18=-6.24以求得的通过CA= CA0=1.18先做第一釜的操作线CAA1并与OA曲线交 与A1点，A1点横坐标CA1即为第一釜出口物料中反 应物A的浓度，类似做第二，第三釜的操作线，出 口浓度分别为CA2，CA3。从图中可见CA3=0.87与 要求达到的转化率=0.5所对应的浓度值完全相等。 所以两台釜的总有效体积为VR=0.18*3=0.54（m³ ）
R 0
Af A
Af 2 A0
vR=1.357*（ 取3m³ ）
0.5 0.01743* 60 *1.74 * (1 0.5) 2
＋0.5）=2.45m³ （实际
任务点:2、能够用图解法计算乙酸丁酯反应 器（1－CSTR）的有效体积； 由任务一得动力学方程式为：(-rA)=kC2A
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2
化学反应器设计、操作与控制
第二组：组长 组员
任务描述：
1、采用搅拌良好的一只釜式反应器连续生 产乙酸丁酯，其反应条件及产量同任务 A0104—1，计算该釜式反应器的有效体积； 2、要求用两只串联使用的釜式反应器连续 生产乙酸丁酯，要求第一只釜乙酸的转化 率为32.3%，第二只釜乙酸的转化率为50%， 反应条件和产量同A0104—1，分别计算这 两只釜的有效体积。
任务点:3、能够用解析法计算乙酸丁酯反应 器（2－CSTR）的有效体积； 解：由题意得，第一只釜乙酸的转化率为 32.3%，第二只釜乙酸的转化率为50%， 即xA1=0.323 xA2=O.5 第一台反应釜的有效体积为: v R1 =V0CA0 x x = V0 x A1 x A0 =1.357* =0.52m³
要求乙酸转化率达到0.5，不考虑分离等过程损失。 若每年按300天计，每天按三批计，每批辅助时间 为30min，反应釜只数为1，装料系数为0.6。 V 解： = xr 又∵-r=kc2A、cA=cA0(1-xA) V ∴vR=v0 kc x1 x) xAf=0.5, cA0=1.75（kmol/m3）, ( 由A105-1求得每小时需要处理的原料体积为 1 74 V0=142x(1+ 60 x5 ) 750 =1.357(kmol/m3) k=0.0174m3/(kmol.min),代入计算
kc A0 (1 x A1 ) 2 0.323 0.0174* 60 *1.75 * (1 0.323)^2
rA
A1 A0
第二台反应釜的有效体积为: v = v0cA0 x A2 x1 = v0 2
(rA )
R2
x A2 x A1 kcA0 (1 x A2 ) 2
=1.357* =0.52m³ 两台釜式反应器的总有效体积为: vR=vR1+vR2=0.52+0.52=1.04m³ （实际取2立 方米）
XA CA
0 1.75
0.1 1.58
0.2 1.40
0.3 1.23
0.4 1.05
0.5 0.88
ra[kmol/ (m³ *h)
3.20
2.61wenku.baidu.com
2.05
1.58
1.15
0.81
取两台釜式反应器的体积相等，并假设每台釜的有 效体积均为0.22 m³ ，可得各平行操作线的斜率为V0/VRi=-1.373/0.22=-6.24以求得的通过CA= CA0=1.75先做第一釜的操作线CAA1并与OA曲线交 与A1点，A1点横坐标CA1即为第一釜出口物料中反 应物A的浓度，类似做第二，第三釜的操作线，出 口浓度分别为CA2，CA3。从图中可见CA3=0.9与 要求达到的转化率=0.5所对应的浓度值完全相等。 所以两台釜的总有效体积为VR=0.22*2=0.44（m³ ）
目录
• 任务点:1、能够用解析法计算乙酸丁酯反应 器（1－CSTR）的有效体积； • 任务点:2、能够用图解法计算乙酸丁酯反应 器（1－CSTR）的有效体积； • 任务点:3、能够用解析法计算乙酸丁酯反应 器（2－CSTR）的有效体积； • 任务点:4、能够用图解法计算乙酸丁酯反应 器（2－CSTR）的有效体积。
任务点:1能够用解析法计算乙酸丁酯反应（1－ CSTR）的有效体积； 任务A0104—1任务描述：生产乙酸丁酯的反应在 373K恒温条件下进行，进料比为乙酸:丁醇=1:5 （mol），以少量硫酸作催化剂，选用间歇操作釜式 反应器。当使用过量丁醇时，该反应以乙酸（下标 以A计）表示的动力学方程式为(-rA)=kcA2 ，反应 速率常数k=0.0174m3/(kmol.min) ，反应物密度 ρ=750kg/m3（假设反应前后不变）。