（4）若改用甲烷的进料浓度，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？
解：由化学反应计量关系式可知，本反应是一个复杂的变容过程，计算是比较复杂的。但是，实际上该高温裂解反应，为得到中间目的产物，通常分之几，所以，为方便计算及讨论，本题可以近似看成恒容过程0。 (1)若忽略第三步，C2H4的最大收率：
只有百
(2)若考虑第三步反应，C2H4的最大收率不变，与（1）相同 (3)用图表示各组分随空时的变化关系，由动力学数据可导出：
因题中未给出原料的其他组分，现假定原料中不含产物，则最终产物C或H2的浓度根据物料衡算式导出，如C（这里假定碳的拟浓度，用YC表示），
或： 因此，各组分
的关系可据上述式作出，其示意图如下(略)
（4）若改变甲烷的进料浓度，产物相对浓度分布曲线趋势不变，但产物浓度的绝对量式变的。
（5）若改变反应温度，产物分布曲线改变。若提高反应温度，有利于活化能大的反应，所以C2H4收率增加，而乙炔收率减少
第五章
5.1 用阶跃法测定某一闭式流动反应器的停留时间分布，得到离开反应器的
示踪物浓度与时间的关系如图5.D所示：
试求：
（1）该反应器的停留时间分布函数 （2）数学期望
及方差
；
及分布密度 ；
（3）若用多釜串联模型来模拟反应器，则模型参数是多少？ （4）若用轴向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1级不可逆反应，反应速率常数无副反应，试求反应器出口转化率。 解：（1）由图可知
，所以
，且
如下图所示：
由（5.20）式可得平均停留时间：
为图中阴影面积，由（5.5）式得
所以
如右图所示： （2）由于是闭式系统，故由（5.23）式得方差：
（3）由（5.50）式得模型参数N为：
（４）由于反混很小，故可用
，所以：
，所以
（５）用多釜串联模型来模拟，前已求得N=75,应用（3.50）式即可计算转化率：
同理，亦可用扩散模型即（5.69）式得合。
5.2 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，反应器出口物料中示踪剂浓度如下： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 0 3 5 6 6 4.5 3 2 1 0 试计算： （1）反应物料在该反应器中的平均停留时间 和方差
；
0.9146，两种方法计算结果相当吻
（2）停留时间时间小于4.0 min的物料所占的分率。
解：根据题给数据用（5.13）式即可求出E(t)，其中m可由（5.14）式求得，本题可用积分法（亦可用辛普森数值积分求得）。
然后按照(5.10)和（5.11）式算出平均停留时间和方差。此处用差分法，即：
为了计算和 min 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 g/l 0 0 3 5 6 6 4.5 3 2 1 0 (A)
(B)
，将不同时间下的几个函数值列于下表中： min-1 0 0 0.09836 0.1639 0.1967 0.1967 0.1475 0.09836 0.06557 0.03279 0 0 0 0.09836 0.1639 0.1967 0.1967 0.1475 0.09836 0.06557 0.03279 0 0.99988 min 0 0 0.1967 0.4917 0.7968 0.9835 0.8850 0.6885 0.5246 0.2951 0 4.852 min2 0 0 0.3934 1.475 3.147 4.918 5.310 4.8195 4.197 2.656 0 26.92 将上述数据代入（A）和（B）式得平均停留时间和方差：
(2)以（t）~t作图（略），用图解积分法得：
所以，停留时间小于4.0min的物料占的分率为36.2%。
5.3 在具有如下停留时间分布的反应器中，等温进行1级不可逆反应a->p ，其反应速率常数为2 min-1。
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