已知一等温闭式液相反应器的停留时间分布密度函数E(t)=16texp(-4t),min-1,试求: (1)平均停留时间; (2)空时; (3)空速; (4)停留时间小于1min的物料所占的分率; (5)停留时间大于1min的物料所占的分率; (6)若用多釜串联模型拟合,该反应器相当于几个等体积的全混釜串联? (7)若用轴向扩散模型拟合,则模型参数Pe为多少? (8)若反应物料为微观流体,且进行一级不可逆反应,其反应速率常数为6min-1,CA0=1mol/l,试分别采用轴向扩散模型和多釜串联模型计算反应器出口转化率,并加以比较; (9)若反应物料为宏观流体,其它条件与上述相同,试估计反应器出口转化率,并与微观流体的结果加以比较?
为了测定一闭式流动反应器的停留时间分布,采用脉冲示踪法,测得反应器出口物料中示踪剂浓度如下:
用阶跃法测定一闭式流动反应器的停留时间分布,得到离开反应器的示踪剂与时间的关系如下:
(1)试求该反应器的停留时间分布及平均停留时间。 (2)若在该反应器内的物料为微观流体,且进行一级不可逆反应,反应速率常数k=0.05s-1,预计反应器出口处的转化率。 (3)若反应器内的物料为宏观流体,其它条件均不变,试问反应器出口处的转化率又是多少?
(3)若用多釜串联模型来模拟该反应器,则模型参数是多少? (4)若用轴相扩散模型来模拟该反应器,则模型参数是多少? (5)若在此反应器内进行一级不可逆反应,反应速率常数k=1min-1,且无副反应,试求反应器出口转化率。
温度为1000K的纯丙酮蒸汽以8kg/s的流量流入内径为26mm的活塞流反应器,在其中裂解为乙烯酮和甲烷:
(1)计算所需的反应体积; (2)绘制轴向温度分布及轴向丙酮浓度分布图。
在常压和2300℃下在管式反应器中进行纯度为90%的甲烷高温热裂解反应:
(3)用图表示各组分浓度随空时的变化关系。 (4)若改变甲烷的进料浓度,产物分布曲线是否改变? (5)若改变反应温度,产物分布曲线是否改变?若提高反应温度,C2H4的收率是增加还是减少?乙炔的收率是增加还是减少?
有一自催化液相反应A→B,其速率方程为
(1)为使所需反应体积最小,采用何种型式反应器好?并算出你所选用的反应体积。 (2)如果采用循环反应器,请确定最佳循环比及反应体积。 (3)当循环比ψ=∞时,反应体积为多少? (4)当循环比ψ=0时,反应体积为多少?
环氧乙烷与水反应生成乙二醇,副产二甘醇: (1)选择何种型式的反应器好? (2)欲使乙二醇的收率最大,转化率为多少? (3)有人认为采用活塞流反应器好,乙二醇收率高但环氧乙烷转化率低,故建议采用循环反应器以提高总转化率,你认为这种建议是否可行?如果循环比ψ=25,并使空时与第(2)问的空时相等,则此时总转化率及乙二醇的收率是提高还是降低?
在活塞流反应器中绝热进行丁二烯和乙烯合成环乙烯反应:
(1)空时,平均停留时间及出口温度; (2)若改在440℃下等温进行,重复(1)的计算; (3)440℃下等温反应时所需移走的热量。
现有反应体积为1m3的活塞流反应器两个,拟用来分解浓度为3.2kmol/m3的过氧化氢异丙苯溶液以生产苯酚和丙酮。该反应为一级不可逆反应,并在86℃等温下进行,此时反应速率常数等于0.08s-1。过氧化氢异丙苯溶液处理量为2.4m3/min。试计算下列各种情况下过氧化氢异丙苯溶液的转化率。 (1)两个反应器串联操作; (2)两个反应器并联操作,且保持两个反应器的原料处理量相同,即均等于1.2m3/min; (3)两个反应器并联操作,但两者原料处理量之比为1:2,即一个为0.8m3/min,另一个则为1.6m3/min; (4)用一个反应体积为2m3的活塞流反应器替代; (5)若将过氧化氢异丙苯的浓度提高到4kmol/m3,其余条件保持不变,那么,上列各种情况的计算结果是否改变?相应的苯酚产量是否改变? (6)比较上列各项的计算结果并讨论之,从中你得到哪些结论?
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