题目
乙酸酐按下式水解为乙酸:(CH3CO)2O + H2O--2CH3COOH,实验测定该反应为一级不可逆反应,在288K时,反应速率常数k为0.0806min－1。现设计以理想反应器,每天处理乙酸酐14.4m3,乙酸的初始浓度为95mol/m3,试问(1)当采用连续操作釜式反应器,乙酸酐转化率为90%时,反应器的有效体积是多少?(2)若用连续操作管式反应器,转化率不变,求反应器有效体积。(3)若先用两个体积相同的连续操作釜式反应器串联操作,使第一釜的转化率为68.4%,第二釜的转化率仍为90%,求反应器总有效体积。
乙酸酐按下式水解为乙酸:(CH3CO)2O + H2O--2CH3COOH,实验测定该反应为一级不可逆反应,在288K时,反应速率常数k为0.0806min－1。现设计以理想反应器,每天处理乙酸酐14.4m3,乙酸的初始浓度为95mol/m3,试问(1)当采用连续操作釜式反应器,乙酸酐转化率为90%时,反应器的有效体积是多少?(2)若用连续操作管式反应器,转化率不变,求反应器有效体积。(3)若先用两个体积相同的连续操作釜式反应器串联操作,使第一釜的转化率为68.4%,第二釜的转化率仍为90%,求反应器总有效体积。
题目解答
答案
解:已知 L=4m,ds=dp=3mm=3×10-3m, 
=0.45,
G=25000Kg/m2·h=6.94 Kg/m2·s, 
=1.80×10-5mPa·s=1.80×10-5 Kg/m·s
当在Rem>1000的充分湍流区用Ergun式计算,其结果较安全。
=1.75
∴ 
≈1.75(
假定常压操作,令
=1.25 Kg/m3,又G=
≈1.75
/
≈1.75
(
/1.25)
≈5.53Kg/cm2 (太大,不合理)
若在高压下操作,例如P=10Kg/cm2,则可设=12.5 Kg/m3,
则 ≈1.75 (/12.5)=0.55Kg/cm2
(此值更合理一些)