题目
液相一级不可逆分解反应A→B+C于常温下在一个2m3全混流反应器(CSTR,MFR,连续搅拌槽式反应器)中等温进行。进口反应物浓度为1kmol·m﹣3,体积流量为1m3hr﹣1出口转化率为80%。因后续工段设备故障,出口物流中断。操作人员为此紧急停止反应器进料。半小时后故障排除,生产恢复。生产恢复时反应器内物料的转化率为()。A. 0.8B. 0.9C. 0.9264D. 0.8315
液相一级不可逆分解反应A→B+C于常温下在一个2m3全混流反应器(CSTR,MFR,连续搅拌槽式反应器)中等温进行。进口反应物浓度为1kmol·m﹣3,体积流量为1m3hr﹣1出口转化率为80%。因后续工段设备故障,出口物流中断。操作人员为此紧急停止反应器进料。半小时后故障排除,生产恢复。生产恢复时反应器内物料的转化率为()。
A. 0.8
B. 0.9
C. 0.9264
D. 0.8315
题目解答
答案
C. 0.9264
解析
步骤 1:确定反应器的停留时间
反应器的体积为2m³,体积流量为1m³/hr,因此停留时间为2hr。
步骤 2:计算反应速率常数
根据一级反应的转化率公式,X = 1 - e^(-kτ),其中X为转化率,k为反应速率常数,τ为停留时间。已知X = 0.8,τ = 2hr,代入公式求解k。
步骤 3:计算停止进料后的转化率
停止进料后,反应器内的物料继续反应,反应时间增加。设停止进料后反应时间为t,总反应时间为2hr + t。代入一级反应的转化率公式,求解停止进料后反应器内物料的转化率。
步骤 4:计算生产恢复时的转化率
生产恢复时,反应器内的物料继续反应,反应时间增加。设生产恢复后的反应时间为t',总反应时间为2hr + 0.5hr + t'。代入一级反应的转化率公式,求解生产恢复时反应器内物料的转化率。
反应器的体积为2m³,体积流量为1m³/hr,因此停留时间为2hr。
步骤 2:计算反应速率常数
根据一级反应的转化率公式,X = 1 - e^(-kτ),其中X为转化率,k为反应速率常数,τ为停留时间。已知X = 0.8,τ = 2hr,代入公式求解k。
步骤 3:计算停止进料后的转化率
停止进料后,反应器内的物料继续反应,反应时间增加。设停止进料后反应时间为t,总反应时间为2hr + t。代入一级反应的转化率公式,求解停止进料后反应器内物料的转化率。
步骤 4:计算生产恢复时的转化率
生产恢复时,反应器内的物料继续反应,反应时间增加。设生产恢复后的反应时间为t',总反应时间为2hr + 0.5hr + t'。代入一级反应的转化率公式,求解生产恢复时反应器内物料的转化率。