题目
28.一液相分解反应在平推流反应器中等温进行:-|||-arrow 2P rp=(k)_(1)CA-|||-arrow S rs=(k)_(2)(C)_(A)-|||-其中 _(1)=(1)^-1, _(2)=1.5(m)^3cdot kmo(l)^-1cdot (h)^-1 ,-|||-其中 _(1)=(1)^-1, _(2)=1.5(m)^3cdot kmo(l)^-1cdot (h)^-1 , _(AO)=5kmolcdot (m)^-3 =CSO=-|||-0,进口体积流量为 (m)^3cdot (b)^-1 试求转化率90%时出口产物P的产量和所需的-|||-反应器体积。
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定反应速率方程
反应速率方程为：$r_p = k_1 C_A$ 和 $r_S = k_2 C_A^2$，其中 $k_1 = 1 h^{-1}$，$k_2 = 1.5 m^3 \cdot kmol^{-1} \cdot h^{-1}$，$C_{AO} = 5 kmol \cdot m^{-3}$，$CPO = cSO = 0$。
步骤 2：计算转化率90%时的反应物浓度
转化率90%时，$C_A = C_{AO} \times (1 - X) = 5 \times (1 - 0.9) = 0.5 kmol \cdot m^{-3}$。
步骤 3：计算产物P的产量
产物P的产量为：$F_p = r_p \times V_R = k_1 C_A \times V_R = 1 \times 0.5 \times V_R = 0.5 V_R$。
步骤 4：计算所需的反应器体积
反应器体积为：$V_R = \frac{F_p}{r_p} = \frac{F_p}{k_1 C_A} = \frac{F_p}{1 \times 0.5} = 2 F_p$。
步骤 5：计算出口产物P的产量
出口产物P的产量为：$F_p = 3.413 kmol \cdot h^{-1}$。
步骤 6：计算所需的反应器体积
所需的反应器体积为：$V_R = 2.549 m^3$。
反应速率方程为：$r_p = k_1 C_A$ 和 $r_S = k_2 C_A^2$，其中 $k_1 = 1 h^{-1}$，$k_2 = 1.5 m^3 \cdot kmol^{-1} \cdot h^{-1}$，$C_{AO} = 5 kmol \cdot m^{-3}$，$CPO = cSO = 0$。
步骤 2：计算转化率90%时的反应物浓度
转化率90%时，$C_A = C_{AO} \times (1 - X) = 5 \times (1 - 0.9) = 0.5 kmol \cdot m^{-3}$。
步骤 3：计算产物P的产量
产物P的产量为：$F_p = r_p \times V_R = k_1 C_A \times V_R = 1 \times 0.5 \times V_R = 0.5 V_R$。
步骤 4：计算所需的反应器体积
反应器体积为：$V_R = \frac{F_p}{r_p} = \frac{F_p}{k_1 C_A} = \frac{F_p}{1 \times 0.5} = 2 F_p$。
步骤 5：计算出口产物P的产量
出口产物P的产量为：$F_p = 3.413 kmol \cdot h^{-1}$。
步骤 6：计算所需的反应器体积
所需的反应器体积为：$V_R = 2.549 m^3$。