所屬科目:化學反應工程學
一、在一個批次反應器中,進行二級均相反應:。其中,A為反應物, P為產物。如果反應過程中,反應物、產物、溶劑均為液相,且總體積的變化可以忽略,轉化40%反應物的時間為2小時。請估計達到反應物轉化率為70%所需要的反應時間。(20分)
二、一級可逆反應的基本反應式表示如下:在反應系統中,反應物A初始濃度為[A]0,產物P初始濃度為[P]0。請估計反應開始後的反應物A瞬時濃度,以及反應達到平衡後的產物P的平衡濃度。(20分)
三、在塞流反應器(plugflowreactor)中進行一級氣相反應,基本反應式為。在穩定操作下,進料為60mol%的反應物A和40mol%惰性氣體I,進料量為1000kg/h,反應器溫度T=400K、壓力P=5bar,反應速率常數k=500h-1,A和I的分子量分別為44g/mol和40g/mol。當A的轉化率為40%,請估計反應器的體積。(20分)
四、在連續攪拌槽反應器(CSTR)中,進行一級可逆放熱反應(),這一個CSTR以體積流量為U0的高純度A為進料;兩項一級反應速率常數 k1、k2均遵循阿瑞尼斯方程式(Arrheniusequation),活化能分別為E1和E2,且頻率因數(pre-exponentialfactor)分別為A1和A2。請估計在CSTR所需要體積最小時,為了達成反應物A轉化率fA的最佳操作溫度?(20分)