化学反应工程

化学反应工程

第三阶段练习

一、填空

1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)

CSTR中的浓度和温度与 相等。

循环管式反应器的循环比是 。 返混是 。 返混起因于 。 返混使反应器内的反应物浓度 ，产物浓度 。

限制返混的措施主要是 。 返混程度可以通过 。 CSTR的返混程度 ，无因次方差 ；PFR的返混程度 ，无因次方差 。

9) 微观混合对小于一级的反应的影响是 。 10) 返混对 不利。 11) 返混对 有利。

二、单选或多选题

⑴ 实验室反应器催化剂装填高度20cm，操作线速度为1.5cm/s。若工业反应器催化剂高度为2m，空速与实验室反应器相同，则工业反应器流体线速度为 。

a. 5.0 cm/s b. 10cm/s

c. 15cm/s

d. 20 cm/s

⑵理想流动反应器模型包括 。 a. 全混流模型 b. 整体模型

c. 收缩未反应芯模型

d.平推流模型

三、图解题

⑴画出下图浓度范围内PFR与CSTR的空时 11 ? rA?rA CA f CA0 CA CAf CA0 CA

⑵画出下图平行反应的反应器最优组合（PFR或CSTR）

β

β CA f CA0 CA CAf CA0 CA

⑶平行反应A?BCSTR PFR

PSrP?k1CACB.50.5 ,画出在PFR中的最优加料方式。 rS?k2C1ACB （A，B的进料浓度分别为CA0，CB0）

PFR

⑷画出等体积CSTR和PFR串联系统的停留时间分布密度函数f(t)～t的 曲线。 f(t)

v0 CSTR PFR τm τp

τp t

四、计算题

1.在体积为VR的反应器中进行液相等温反应A?P，已知反应速率为

2??rA??kcA，求：

⑴当在CSTR中的xAf?0.50时，若将此反应器改为同体积的PFR，反应条件不变，则xAf为多大？

⑵当在CSTR中的xAf?0.50时，若将此反应器增大到10倍，则xAf又为多大？ ⑶若反应为零级时，求（1），（2）的计算结果。 ⑷若反应为1级时，重复（1）（2）的计算要求。

2. 有一全混釜反应器，已知反应器体积为100 l，流量为10 l/min，试估计离开反应器的物料中，停留时间为0~1min，2~10min和大于30min的物料所占的分率。

3.不同反应器中进行串联反应的比较

k1k2??P???S 一级串联反应A???rA??k1cA； rP?k1cA?k2cP

已知 k1?1，k2?0.5，cA0?1mol/l，cP0?cS0?0。 求：（1）在管式流动反应器中，??1 （2）在单个CSTR反应器中，??1 （3）在两釜串联反应器中，?1??2?1

求上述情况下，最终产物中P和S的分子比各为多少？