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...