化学反应工程答案0概论VIP免费

3.9 在间歇反应器中等温进行下列液相反应：3231.6/.28.2/.RADAABRrC kmol m hADrC kmol m hr D及 r R分别为产物D 及 R 的生成速率。反应用的原料为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%时所需的反应时间；（2）（2）A 的转化率为95%时， R的收率是多少？（3）（3）若反应温度不变，要求D的收率达 70%，能否办到？（4）（4）改用全混反应器操作，反应温度与原料组成均不改变，保持空时与（1）的反应时间相同，A 的转化率是否可达到95%？（5）（5）在全混反应器中操作时，A 的转化率如仍要求达到95%，其它条件不变，R的收率是多少？（6）（6）若采用半间歇操作，B 先放入反应器内，开始反应时A 按（ 1）计算的时间均速加入反应器内。假如B 的量为 1m3，A 为 0.4m3，试计算 A 加完时，组分A 所能达到的转化率及R的收率。解：（1）第二章 2.9 题已求出 t=0.396h=24.23min (2) 02300.120.12301.61()/()1.616.4110.25(1)2(10.95)0.1/11ln(110.25)110.2510.250.2305/0.23050.11532AARARARAAAAAAACRRAACARRAdCdCdCCSdtdtdCCCCCCXkmolmCS dCCCkmol mCYC(3) 若转化率仍为0.95 ，且温度为常数，则D的瞬时选择性为：28.232.8(1)1.616.434.432.8AADAACXSCXD的收率：0.950032.8(1)0.83480.734.432.8AfXADDAAAXYS dXdXX这说明能使D的收率达到70% （4）对全混流反应器，若使τ =t=0.3958h,则有020.39581.616.4AAAACCCC解之得： CA=0.4433 所以：000.77840.95AAAACCXC这说明在这种情况下转化率达不到95%。（1）（5）对全混流反应器，若X=0.95, 则 R的收率为：00.950.4691110.25(1)110.252(10.95)AfRAfAAfXYSXCX（6）依题意知半间歇式反应器属于连续加料而间歇出料的情况。为了求分组A 的转化率及R的收率，需要求出A 及 R 的浓度随时间的变化关系，现列出如下的微分方程组：对 A: 200()(1.616.4)AAAAd VCCCVQ Cdt（1）对 R: ()1.60RAd VCC Vdt（ 2）00VVQ t（3）301Vm在反应时间（ t=0.4038h,为方便起见取t ≈0.4h ）内将 0.4 m3 的 A 均速加入反应器内，故300.41/0.4Qmh采用间歇釜操作时，原料为A 与 B 的混合物， A 的浓度为 2kmol/ m3. 现采用半间歇釜操作，且331,0.4BAVm Vm，故可算出原料A的浓度为：30(10.4)2/0.4ACkmol m由于：0()()AAARRRd VCdVdCCVdtdtdtd VCdVdCCVdtdtdtdVQdt代入（ 1），（ 2）式则得如下一阶非线性微分...