PFR反应器中,沿轴向的反应速度是常数。
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温度423K,一级反应A→R在PFR中进行,反应活化能为83.74kJ·mol-1,需反应器体积为Vp。若改用CSTR,其体积为VT,试推导VP和VT的关系。若转化率为60%,欲使VP=VT,则两种反应器内的反应速率常数kT应为kP的多少倍?若CSTR也在等温下操作,则反应温度是多少?
液相反应A+B→P,反应动力学方程式(-rA)=kcAcB,25℃时反应速率常数k=9.92×10-6m3/(mol·s),物料初始浓度cA0=0.1kmol/m3,cB0=0.08kmol/m3,求在PFR中反应器出口限制反应物转化率为0.95时所需的空时。
自催化反应A+P→P+P,其反应速率方程为
(-rA)=kcAcP
进料A的初浓度cA0=0.99mol/m3,cP0=0.01mol/m3,要求达到最终转化率为0.99。为使反应器体积最小,拟用一个CSTR反应器和一个PFR反应器组合。若进料流量υ=10m3/h,速率常数k=4.2×10-4m3/(mol·s),问应如何组合两个反应器,哪个反应器在前?控制中间转化率为多少?反应器总体积为多大?
组合反应器用于自催化反应分析
自催化反应A→P,其速率方程式(-rA)=kcAcP,进料A的初浓度cA0=1mol/L和极微量的P,要求达到最终转化率xA=0.99,为使所需反应器体积最小,拟用一个CSTR和一个PFR进行组合,若进料流量υ=10m3/h,速率常数k=4.2×10-4m3/(mol·s),应如何组合两个反应器。哪个反应器在前?控制中间转化率为多少?
醋酸甲酯的水解反应如下:
CH3COOCH3+H2O→CH3COOH+CH3OH产物CH3COOH在反应中起催化剂作用。已知反应速度与醋酸甲酯和醋酸的浓度积成正比。
(1)在间歇反应器中进行上述反应。醋酸甲酯和醋酸初始浓度分别为500mol/m3和50mol/m3。实验测得当反应时间为5400s时,醋酸甲酯的转化率为70%,求反应速度常数和最大反应速度。
(2)如果反应改在连续搅拌釜中进行,那么要使醋酸甲酯的转化率达到80%,停留时间应为多少?
(3)如果采用管式流动反应器,要达到醋酸甲酯80%的转化率,停留时间为多少?
(4)如果采用连续搅拌釜和管式流动反应器的串联体系,要使醋酸甲酉旨的总转化率达到80%,总停留时间应为多少?在各反应器中的停留时间分别为多少?
(5)如果采用循环流动反应器,进入反应器的原料为纯的醋酸甲酯,初始浓度仍为500mol/m3,在反应器的出口处醋酸甲酯的转化率为80%,那么要使停留时间最小,循环比应为多少?
A.冶金宏观动力学是以化学动力学为基础,接受它的全部理论成果。如对化学反应机理研究,化学反应级数,反应速度常数,反应活化能等,都是冶金宏观动力学必要的重要参数。把化学反应的研究置于反应器的环境中,强调反应过程与物质和能量传递过程的相互联系,并用数学语言来描述,着眼于数学模型的真实、简单和实用,是冶金宏观动力学的特征
B.冶金宏观动力学是基于液体理论和固体理论,运用气体分子运动的碰撞理论和由统计力学、量子力学得到的绝对反应速度理论,它只研究化学反应机理,预测反应速度。不研究反应物如何达到反应区,产物怎样离开反应区,以及反应热的传递和反应区中温度分布对反应本身的影响
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