的甲醇溶液与水反应生产丙二醇1,2:该反应对环氧丙烷为一级,对水为零级,反应温度下反应速率常数等于098h1,原料液中环氧丙烷的浓度为21kmolm3,环氧丙烷的最终转化率为90。(1)若采用间歇操作,辅助时间为065h,则丙二醇1,2的日产量是多少?(2)有人建议改在定态下连续操作,其余条件不变,则丙二醇1,2的日产量又是多少?(3)为什么这两种操作方式的产量会有不同?解:Vr1mrAkCAk(1)一级不可逆反应:
3
H2COCHCH3H2O→H2COHCHOHCH3
098h1CA021kmollXA09
11l
1xAfl
109235hk098VrQ0tt0Q02350651tQ013m3h
丙二醇的浓度CA0XA
21×09189kmolm3
丙二醇的产量Q0CA0xAf=189×13063kmolh1515kmol日2采用定态下连续操作
fVr
Q0XAfk1XAf
Q0×091098109
所以Q00109m3h丙二醇的产量0109×18902058kmolh4939kmol日(3)因连续釜在低的反应物浓度下操作,反应速率慢,故产量低。2对一闭式反应器进行停留时间分布实验测定,Q=300Lmi
下,在得到Et~t关系如下图所示。由于该图放置已久,纵坐标模糊不清。试根据Et函数性质确定并计算:(1)Et-1(2)FtEtmi
(3)该反应器体积为多少?(4)多级串联模型参数N为多少?
σ5无因次方差θ为多少?
2
(6)轴向扩散模型参数Pe为多少?0tmi
答:(1)Et=1200t2022)Ft=t40001t3(3)V=2m(4)多级串联模型参数N=25无因次方差
2Qσθ
10
20
2σθ
11N2
2221ePe05PePe(6)∴Pe256
3.某一级不可逆气固催化反应,在反应温度150℃下,测得kP5s1有效扩散系数DeA02cm2s。求:(1)当颗粒直径为01mm时,内扩散影响是否已消除?(2)欲保持催化剂内扩散有效因子为08,则颗粒直径应不大于多少?
1φ
dP6
kP00151000833DeA6023
∴η≈12η111ta
h3φ3φ08φkPdP6DeAcm55dP068026
试差,试差,得φ=068φdP6
解:dP≤0816
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