题目
一级不可逆液相反应A → 2R,A → 2R, 出口转化率A → 2R,每批操作时间A → 2R,装置的生产能力为50000 kg产物R/天,A → 2R =60,则反应器的体积V为_______A → 2R。( )A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4
一级不可逆液相反应
,
, 出口转化率
,每批操作时间
,装置的生产能力为50000 kg产物R/天,
=60,则反应器的体积V为_______
。( )
B. 20.2
C. 22.2
D. 23.4
题目解答
答案
C. 22.2
解析
步骤 1：计算每批反应器中产物R的摩尔数
根据题目，装置的生产能力为50000 kg产物R/天，M R =60 kg/kmol，因此每天生产的产物R的摩尔数为：
\[ n_R = \frac{50000}{60} = 833.33 \text{ kmol/day} \]
步骤 2：计算每批反应器中产物R的摩尔数
由于每批操作时间为2.06小时，一天有24小时，因此一天可以进行的批次为：
\[ \text{批次数} = \frac{24}{2.06} = 11.65 \text{ 批/day} \]
每批反应器中产物R的摩尔数为：
\[ n_{R批} = \frac{833.33}{11.65} = 71.53 \text{ kmol/批} \]
步骤 3：计算反应器的体积
根据反应A → 2R，每批反应器中产物R的摩尔数为71.53 kmol，反应物A的初始浓度为2.30 kmol/m³，出口转化率为0.7，因此每批反应器中反应物A的摩尔数为：
\[ n_{A批} = \frac{71.53}{2} = 35.765 \text{ kmol/批} \]
反应器的体积V为：
\[ V = \frac{n_{A批}}{C_{AO}(1-x_A)} = \frac{35.765}{2.30 \times (1-0.7)} = 22.2 \text{ m}^3 \]
根据题目，装置的生产能力为50000 kg产物R/天，M R =60 kg/kmol，因此每天生产的产物R的摩尔数为：
\[ n_R = \frac{50000}{60} = 833.33 \text{ kmol/day} \]
步骤 2：计算每批反应器中产物R的摩尔数
由于每批操作时间为2.06小时，一天有24小时，因此一天可以进行的批次为：
\[ \text{批次数} = \frac{24}{2.06} = 11.65 \text{ 批/day} \]
每批反应器中产物R的摩尔数为：
\[ n_{R批} = \frac{833.33}{11.65} = 71.53 \text{ kmol/批} \]
步骤 3：计算反应器的体积
根据反应A → 2R，每批反应器中产物R的摩尔数为71.53 kmol，反应物A的初始浓度为2.30 kmol/m³，出口转化率为0.7，因此每批反应器中反应物A的摩尔数为：
\[ n_{A批} = \frac{71.53}{2} = 35.765 \text{ kmol/批} \]
反应器的体积V为：
\[ V = \frac{n_{A批}}{C_{AO}(1-x_A)} = \frac{35.765}{2.30 \times (1-0.7)} = 22.2 \text{ m}^3 \]