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1 第四章 化学反应工程的基本原理 4-2 在一定条件下，SO2 催化制取SO3 的反应式为： 已知反应器入口处SO2 的浓度是7.15%（摩尔分数，下同）， 出口物料中含SO2 0.48%, 求 SO2的转化率。 解： 5.02)21(2A AAAAAAxyxyy0,0,1)1( ∴ %5.93%48.05.01%15.7%48.01110,AAAAAyyyx 4-3 已知700℃、3105Pa（绝压）下的反应：C4H10 → 2C2H4 + H2 （ A） （ B） 反应开始时C4H10 为 116kg。求当反应完成50%时，cA、 pA、 yA、 cB 各为多少？ 解：依题意 yA,0 = 1， xA = 50% 21112A cA,0 = pA.0RT = 3  1058.314  (700 +273) = 37.09kmol·m-3 cA = cA.0(1 - xA)1 + AyA.oxA = 37.09  (1 - 50%)1 + 2  1  50% = 9.27 kmol·m-3 pA = pA.0(1 - xA)1 + AyA.oxA = 3105  (1 - 50%)1 + 2  1  50% = 7.5  104Pa yA = yA.0(1 - xA)1 + AyA.oxA = 1 (1 - 50%)1 + 2  1  50% = 0.25 4-4 乙醇在装有氧化铝催化剂的固定床反应器中脱水，生成乙烯： C2H5OH → C2H4 + H2O 测得每次投料0.50kg 乙醇，可得0.26kg 乙烯，剩余0.03kg 乙醇未反应。求乙醇转化率、乙烯的产率和选择性。 解：乙醇总消耗量 = 0.50 - 0.03 = 0.47kg 其转化率xA = 0.470.50  100% = 94% 设生成0.26kg 乙烯需乙醇a kg a = 0.26  4628 = 0.427kg 乙烯的选择性 Sp = 0.4270.47 = 0.909 2 乙烯的收率 Yp = Sp· x A = 0.909  0.94 = 0.854 4-5 在间歇操作搅拌釜中用醋酸和丁醇反应生产醋酸丁酯，反应式为： CH3COOH + C4H9OH  42SOH CH3COOC4H9 + H2O （ A） (B) （ R） （ S） 已知反应在100℃下进行，动力学方程为 (-rA)= 2.9 10-7cA2mol·m-3·s-1。反应物配比为丁醇: 醋酸 ＝ 4.972 : 1（摩尔比），每天生产醋酸丁酯2400kg（忽略分离损失），辅助生产时间为30min，混合物的密度视为常数。等于750kg·m-3，试求当醋酸的转化率为50％时所需反应器的体积大小（装料系数取0.7）。 解：MA = 60 MB = 74 MR = 116 cA,0 = 14.972  74 + 1 60  750 = 1.753kmol·m-3 = 1753 mol·m-3 qn,A,0 = 240024  116  0.5 = 1.724 kmol·h-1 = 1.7...