题目
两个有效容积不等的全混流反应器串联操作,进行二级不可逆反应,出口转化率要求一定,可采取两种串联顺序:(1)大釜在先,小釜在后,进料流量为Q01; (2)小釜在先,大釜在后,进料流量为Q02。两种情况下,进料浓度、反应温度相同,则进料流量Q01,和Q02的比较为( )A. Q01>Q02 B. Q01=Q02 C. 无确定关系 D. Q01<Q02
两个有效容积不等的全混流反应器串联操作,进行二级不可逆反应,出口转化率要求一定,可采取两种串联顺序:
(1)大釜在先,小釜在后,进料流量为Q01; (2)小釜在先,大釜在后,进料流量为Q02。
两种情况下,进料浓度、反应温度相同,则进料流量Q01,和Q02的比较为( )
A. Q01>Q02B. Q01=Q02
C. 无确定关系
D. Q01<Q02
题目解答
答案
D
解析
步骤 1:理解全混流反应器的特性
全混流反应器(CSTR)是一种理想化的反应器模型,其中反应物和产物在反应器内均匀混合,因此反应器内的浓度处处相等。对于不可逆的二级反应,反应速率与反应物浓度的平方成正比。
步骤 2:分析两种串联顺序的反应器
(1) 大釜在先,小釜在后:大釜的体积较大,反应物在大釜中停留时间较长,反应速率较低,但反应物浓度较高,因此在大釜中反应物的转化率较低。小釜的体积较小,反应物在小釜中停留时间较短,反应速率较高,但反应物浓度较低,因此在小釜中反应物的转化率较高。
(2) 小釜在先,大釜在后:小釜的体积较小,反应物在小釜中停留时间较短,反应速率较高,但反应物浓度较高,因此在小釜中反应物的转化率较高。大釜的体积较大,反应物在大釜中停留时间较长,反应速率较低,但反应物浓度较低,因此在大釜中反应物的转化率较低。
步骤 3:比较两种串联顺序的进料流量
由于两种串联顺序的反应器在出口转化率要求一定的情况下,反应物的转化率不同,因此进料流量也不同。在大釜在先,小釜在后的情况下,反应物的转化率较低,因此需要更多的进料流量来达到相同的出口转化率。在小釜在先,大釜在后的情况下,反应物的转化率较高,因此需要较少的进料流量来达到相同的出口转化率。
全混流反应器(CSTR)是一种理想化的反应器模型,其中反应物和产物在反应器内均匀混合,因此反应器内的浓度处处相等。对于不可逆的二级反应,反应速率与反应物浓度的平方成正比。
步骤 2:分析两种串联顺序的反应器
(1) 大釜在先,小釜在后:大釜的体积较大,反应物在大釜中停留时间较长,反应速率较低,但反应物浓度较高,因此在大釜中反应物的转化率较低。小釜的体积较小,反应物在小釜中停留时间较短,反应速率较高,但反应物浓度较低,因此在小釜中反应物的转化率较高。
(2) 小釜在先,大釜在后:小釜的体积较小,反应物在小釜中停留时间较短,反应速率较高,但反应物浓度较高,因此在小釜中反应物的转化率较高。大釜的体积较大,反应物在大釜中停留时间较长,反应速率较低,但反应物浓度较低,因此在大釜中反应物的转化率较低。
步骤 3:比较两种串联顺序的进料流量
由于两种串联顺序的反应器在出口转化率要求一定的情况下,反应物的转化率不同,因此进料流量也不同。在大釜在先,小釜在后的情况下,反应物的转化率较低,因此需要更多的进料流量来达到相同的出口转化率。在小釜在先,大釜在后的情况下,反应物的转化率较高,因此需要较少的进料流量来达到相同的出口转化率。