化学反应工程作业答案
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化学反应工程作业答案
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3-2 在等温间歇反应器中进行皂化反应CH3COOC2H5 NaOH CH3CHCOONa C2H5OH 该反应对乙酸乙酯和氢氧化钠均为一致，反应开始时乙酸乙酯和氢氧化钠的浓度均为0.02mol/L，反应速率常数为5.6L/（min·mol），要求最终转化率为0.95，试求当反应器体积为1m3、2m3时，所需的反应时间是多少？ 解： A B C D
rA k C 设A的转化率为xA，B的转化率为xB A CB
xA
nA0 nA nAnB0 nB nB
xB nA0nA0nB0nB0
∵ nA0 nB0 ， nA nB ， ∴ CA CB
xAf
t=
CA0
dx=C
ra
xAfA0
11dxA
k=-2
kCA0(1 xAf)CA0k CA
=169.6 min
t与反应体积无关。
∴1m3、所需反应时间均为169.6min
3-3 在平推流反应器中进行等温一级反应，出口转化率为0.9，现将该反应移到一个等体积的全混流反应器中进行，且操作条件不变，问出口转化率是多少？ 解：对于平推流反应器： k ln
1vB
1 xAfv0
对于全混流反应器： k
'xAf'
1 xAf
vR
v0
∴ ln
xAf1='=2.3 1 xAf1 xAf
'
∴ xAf=0.697
2
,k 17.4ml/（mol﹒min）3-6 已知某均相反应，反应速率rA kCA，物料密度恒定为0.75g/ml，
加料流量为7.14L/min，CA0=7.14mol/L，反应在等温下进行，试计算下列方案的转化率各为多少？
(1) 串联两个体积0.25m3的全混流反应器。
（2）一个0.25m3的全混流反应器，后接一个0.25m3的平推流反应器。 （3）一个0.25m3的平推流反应器，后接一个0.25m3的全混流反应器。 （4）两个0.25m3的平推流反应器串联。 解：
vR0.25 103
=35mm， 设转化率为xf1,xf2 （1） =
v027.14
k
xf1xf11
x 22=4.35 f1=0.622 CA0(1 xf1)(1 xf1)
∴ CA1 CA0(1 xf1)=7.14×（1-0.622）=2.7mol/L k
xf2xf21
=1.64
CA1(1 xf2)2(1 xf2)2
∴ xf2 0.467 CAf CA1(1 xf2)=1.44 ∴ CAf CA0(1 xAf) xAf 0.80 （2）
VR0.25 1000
=35min V07.14
xf1xf11
k =4.35 xf1=0.622
CA0(1 xf1)2(1 xf1)2∴ CA1 CA0(1 xf1)=7.14×（1-0.622）=2.7mol/L
k
xf2xf21
1.64
CA1(1 xf2)(1 xf2)
∴
xf2 0.62
CAf CA1(1 xf2)=2.7×（1-0.62）=1.026 ∵
CAf C0A(1 xA)f
∴ xAf 0.856 （3）
vR0.25 1000 =35min v07.14
xf11
xf1=0.813 k
CA0(1 xf1)
∴ CA1 CA0(1 xf1)=7.14×(1-0.813)=1.34
xf2xf21
k =0.816
CA1(1 xf2)2(1 xf22) ∴ xf2=0.347
∴ CAf CA1(1 xf2)=1.34×（1-0.347）=0.875 ∵
CAf C0A(1 xA)f
∴ xAf 0.877 （4） 35min
xf11
k xf1=0.813
CA0(1 xf1)
CA1 CA0(1 xf1)=1.34 k
xf21
xf20.449
CA1(1 xf2)
∴ cAf CA1(1 xf2)=1.34×（1-0.449）=0.738
CAf C0A(1 xA)f
∵
xAf 0.897
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