化学反应工程第三章习题答案

1.理想反应器包括___平推流反应器、__全混流反应器_。2.具有良好搅拌装置的釜式反应器按_全混流__反应器处理，而管径小，管子较长和流速较大的管式反应按_平推流_反应器处理。3.全混流反应器的空时τ是_反应器的有效容积____与___进料流体的容积流速_之比。4.全混流反应器的返混__∞__，平推流反应器的返混为_零__。5.如果将平推流反应器出口的产物部分的返回到入口处与原始物料混合，这类反应器为_循环操作_的平推流反应器6.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为___平推流__反应器，而当β→∞时则相当于_全混流___反应器。7.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时反应器内返混为_零_，而当β→∞时则反应器内返混为_∞_。8.对于反应级数n＜0的反应，为降低反应器容积，应选用_全混流__反应器为宜。9.对于反应级数n＞0的反应，为降低反应器容积，应选用_平推流__反应器为宜。10.分批式操作的完全混合反应器非生产性时间0t不包括下列哪一项___B____。A.加料时间B.反应时间C.物料冷却时间D.清洗釜所用时间11.在间歇反应器中进行等温二级反应A→B，slmolCrAA/01.02，当lmolCA/10时，求反应至lmolCA/01.0所需时间t=__D_____秒。A.8500B.8900C.9000D.990012.在间歇反应器中进行等温一级反应A→B，slmolCrAA/01.0，当lmolCA/10时，求反应至lmolCA/01.0所需时间t=__B_____秒。A.400B.460C.500D.56013.在全混流反应器中，反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比为__A__。A.空时τB.反应时间tC.停留时间tD.平均停留时间t14.一级不可逆液相反应A2R，30/30.2mkmolCA，出口转化率7.0Ax，每批操作时间htt06.20，装置的生产能力为50000kg产物R/天，RM=60，则反应器的体积V为__C__3m。A.19.6B.20.2C.22.2D.23.4反应，其瞬间收率P随AC增大而单调增大，则最适合15.对于单一反应组分的平行的反应器为___A____。A.平推流反应器B.全混流反应器C.多釜串联全混流反应器D.全混流串接平推流反应器16.简述理想反应器的种类？答：通常所指的理想反应器有两类：理想混合（完全混合）反应器和平推流（活塞流或挤出流）反应器。所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合，器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，不存在不同停留时间的物料的混合，所有的物料在器内具有相同的停留时间。17.简述分批式操作的完全混合反应器？答：反应物料一次性投入反应器内，在反应过程中，不再向器内投料，也不出料，待达到反应要求的转化率后，一次性出料，每批操作所需生产时间为反应时间与非生产性时间之和，非生产性时间包括加料、排料和物料加热、冷却等用于非反应的一切辅助时间。18.对于反应，21ARCkr，1E；ASCkr2，2E，当1E＞2E时如何选择操作温度可以提高产物的收率？答：对于平行反应ARTEEARTERTESRRCekkCekekrrS12212010/20/10，所以，当1E＞2E时应尽可能提高反应温度，方可提高R的选择性，提高R的收率。19.VR＝22.2m320.（1）VR＝12.14m3η＝0.76621.(1)VR＝27.34m3η＝0.51622.0v=782.6cm3/minAP(主)S(副)23.22/1120max,]1)/[(KKCCAP)/(22.3230mkmolxCCAARAxAAxAAAxkxdxkkCdxCtAA11ln11100092.0502734.7448exp1052.99k)(31.17.011ln92.01ht24500000ttMVCRR)(2.226022.32406.2500003mVDAADAAACxkCCkCdtdCr)1(0对于全混流反应器∵DAADAAAAAAACxkxCxkCxCrxC)1()1(000∴)(28.24)(4.8763.6)4.01(1015.14.03hks∵0vVhmv/5.030∴3014.125.028.24mvV2）在分批式反应器内的反应时间为)(671104.000ksxdxkCrdxCtAxAADAAA766.04.8767t解：（1）进料速度v0AARxCC02RAARMxvCCv2450000200060,7.0,3.20RAAMxC以hmv/78.10)7.03.226024/(5000030（2）反应器有效容积V)1(00AAAAAxkxkCxCvV3034.27)1(mxkxvVAA(3)AxAAxAAAxkxdxkkCdxCtAA11ln11100092.0502734.7448exp1052.99k)(31.17.011ln92.01ht516.054.213.1t解：初始浓度为0AC，离开第一釜为1AC，依次为2AC、3AC。∵1101)(AAArCC11)(AAkCr∴11101110111111kxkCCkCCCAAAAAA对第二釜21211kCCAA对于等体积釜串联2122202)1(11)1(1kxkCCAAA同理33)1(11kxA∴τ=2.3（min）min)/(6.7823.2180030cmVv