化学反应工程作业习题八.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,2026/4/29 周三,1,习题八,浙江工业大学化材学院,刘华彦,2026/4/29 周三,2,P8-5A,不可逆有机液相基元反应,A+B,C,，在流动反应器中绝热进行。,A,和,B,在,27,时等摩尔进料，且体积流率为,2L/s,。,（,1,）计算达到,85%,转化率时必需的,PFR,和,CSTR,反应器体积。,（,2,）完全转化时最高的入口温度为多少时才不至于超过液体的沸点（,550K,）？,（,3,）绘出作为,PFR,反应器体积函数的转化率和温度变化图（即距反应器入口的距离）,2026/4/29 周三,3,（,4,）计算在一个体积为,500L,的,CSTR,反应器中和在两个串联的,250L,的,CSTR,反应器中可达到的转化率。,（,5,）在,1000,E,3000(cal/mol),之间改变活化能，在,2000,|,H,RX,|,25000(cal/mol),之间改变反应热，研究对,PFR,反应器转化率分布的影响。,（,6,）讨论失控反应判据的应用。如果在,T,a,=300K,时,=3,，你将用什么样的,T,c,值以防止失控？,2026/4/29 周三,4,（,7,）你认为这个问题的要点是什么？,（,8,）对这个反应，问另外一个问题或建议另一种计算。,2026/4/29 周三,5,1,）计算达到,85%,转化率时必需的,PFR,和,CSTR,反应器体积,2026/4/29 周三,6,2026/4/29 周三,7,2026/4/29 周三,8,（,2,）完全转化时最高的入口温度为多少时才不至于超过液体的沸点（,550K,）？,（,3,）绘出作为,PFR,反应器体积函数的转化率和温度变化图（即距反应器入口的距离）,2026/4/29 周三,9,（,4,）计算在一个体积为,500L,的,CSTR,反应器中和在两个串联的,250L,的,CSTR,反应器中可达到的转化率,2026/4/29 周三,10,2026/4/29 周三,11,（,6,）讨论失控反应判据的应用。如果在,T,a,=300K,时,=3,，你将用什么样的,T,c,值以防止失控？,2026/4/29 周三,12,P8-6,不可逆气相基元反应,A,B+C,在装填有催化剂的,PFR,反应器中绝热进行。,纯,A,组分以,20L/s,的体积流率，在压力为,10atm,且温度为,450K,条件下进入反应器。,2026/4/29 周三,13,（,1,）绘出转化率和温度沿活塞流反应器直至达到,80%,的转化率（如果可能）的变化图。（,PFR,反应器催化剂最大装填量为,50kg,）。假设,p=0.0,。,2026/4/29 周三,14,2026/4/29 周三,15,d(X)/d(m)=rA/FA0,T=450+500*X,rA=k*CA,CA=CA0*(1-X)/(1+X)*450/T,k=0.133*,exp,(3776.8*(1/450-1/T),CA0=0.271,FA0=5.42,m(0)=0,m(f)=50,X(0)=0,要求解的方程,参数计算方法,边界条件或初始值,2026/4/29 周三,16,Calculated values of DEQ variables,Variable,Initial value,Minimal value,Maximal value,Final value,1,m,0,0,50.,50.,2,X,0,0,0.9061183,0.9061183,3,T,450450.,903.0591,903.0591,4,CA0,0.271,0.271,0.271,0.271,5,CA,0.271,0.0066512,0.271,0.0066512,6,k,0.133,0.133,8.964334,8.964334,7,rA,0.036043,0.036043,0.156723,0.0596232,8,FA0,5.42,5.42,5.42,5.42,2026/4/29 周三,17,2026/4/29 周三,18,（,2,）在,CSTR,反应器中要达到,80%,的转化率必须的催化剂质量为多少？,2026/4/29 周三,19,2026/4/29 周三,20,P8-13A,在串联的带有级间冷却的多级填充床反应器中进行,A+B=C+D,求其绝热平衡转化率,反应物料可以被冷却到的最低温度为,27,。,A,和,B,等摩尔进料并每个反应器中的催化剂质量足以使其达到平衡转化率的,99.9%,。,进料温度为,27,且反应绝热进行。,如果有,4,个反应器和,3,个冷却器可供利用，可以达到多高的转化率？,已知：,2026/4/29 周三,21,2026/4/29 周三,22,2026/4/29 周三,23,对于,300K,进料温度，绝热平衡温度为,474.3K,，相应的绝热平衡转化率为,0.2904,可采用,Polymath,求解,2026/4/29 周三,24,2026/4/29 周三,25,2026/4/29 周三,26,2026/4/29 周三,27,P8-22A,在,CSTR,反应器中进行,可逆基元反应,A,B,在同一图上绘出发热曲线和移热曲线,(1),存在多少个多定态？,(2),改变气温,T,a,(,冬季,-,夏季,),对多定态有什么影响？,2026/4/29 周三,28,2026/4/29 周三,29,三个交点：,T1=311.0K,；,T2=380.9K,；,T3=431.1K,2026/4/29 周三,30,