题目
某液相均相反应Ararr;P为一级不可逆反应，当反应温度100℃时，反应速率常数为0.4h-1 进料物料中A的初始浓度为 要求P的产量为 , 最终转化率为80%。求下-|||-列几种情况下的反应体积:-|||-(1)反应在间歇釜式反应器中进行,辅助时间为1h;-|||-(2)反应在全混流金式反应器中进行;-|||-(3)反应在活塞流管式反应器中进行。
某液相均相反应Ararr;P为一级不可逆反应，当反应温度100℃时，反应速率常数为0.4h-1 
题目解答
答案
解析
步骤 1：确定反应器类型和反应速率常数
反应为一级不可逆反应，反应速率常数为0.4 h^{-1}，进料物料中A的初始浓度为2 mol/L，要求P的产量为480 mol/h，最终转化率为80%。
步骤 2：计算间歇釜式反应器的反应体积
(1) 间歇釜式反应器中，反应时间t由反应速率常数k和转化率x_A决定，即t = -1/k * ln(1-x_A)。将k=0.4 h^{-1}和x_A=0.8代入，得到t=4 h。进料物料中A的初始浓度为2 mol/L，P的产量为480 mol/h，因此进料物料中A的流量F_{AO} = 480/0.8 = 600 mol/h。反应器的体积V_t = Q_0 * (t + t_0)，其中Q_0 = F_{AO} / C_{AO} = 600 / 2 = 300 L/h，辅助时间为1 h，因此V_t = 300 * (4 + 1) = 1500 L。
步骤 3：计算全混流釜式反应器的反应体积
(2) 全混流釜式反应器中，反应器体积V_t = P_{\Delta 0} * k * C_{\Delta 0} * (1-x_A)，其中P_{\Delta 0} = 600 mol/h，k=0.4 h^{-1}，C_{\Delta 0} = 2 mol/L，x_A=0.8，因此V_t = 600 * 0.4 * 2 * (1-0.8) = 3000 L。
步骤 4：计算活塞流管式反应器的反应体积
(3) 活塞流管式反应器中，反应时间t由反应速率常数k和转化率x_A决定，即t = -1/k * ln(1-x_A)。将k=0.4 h^{-1}和x_A=0.8代入，得到t=4 h。反应器的体积V_t = Q_0 * t，其中Q_0 = F_{AO} / C_{AO} = 600 / 2 = 300 L/h，因此V_t = 300 * 4 = 1200 L。
反应为一级不可逆反应，反应速率常数为0.4 h^{-1}，进料物料中A的初始浓度为2 mol/L，要求P的产量为480 mol/h，最终转化率为80%。
步骤 2：计算间歇釜式反应器的反应体积
(1) 间歇釜式反应器中，反应时间t由反应速率常数k和转化率x_A决定，即t = -1/k * ln(1-x_A)。将k=0.4 h^{-1}和x_A=0.8代入，得到t=4 h。进料物料中A的初始浓度为2 mol/L，P的产量为480 mol/h，因此进料物料中A的流量F_{AO} = 480/0.8 = 600 mol/h。反应器的体积V_t = Q_0 * (t + t_0)，其中Q_0 = F_{AO} / C_{AO} = 600 / 2 = 300 L/h，辅助时间为1 h，因此V_t = 300 * (4 + 1) = 1500 L。
步骤 3：计算全混流釜式反应器的反应体积
(2) 全混流釜式反应器中，反应器体积V_t = P_{\Delta 0} * k * C_{\Delta 0} * (1-x_A)，其中P_{\Delta 0} = 600 mol/h，k=0.4 h^{-1}，C_{\Delta 0} = 2 mol/L，x_A=0.8，因此V_t = 600 * 0.4 * 2 * (1-0.8) = 3000 L。
步骤 4：计算活塞流管式反应器的反应体积
(3) 活塞流管式反应器中，反应时间t由反应速率常数k和转化率x_A决定，即t = -1/k * ln(1-x_A)。将k=0.4 h^{-1}和x_A=0.8代入，得到t=4 h。反应器的体积V_t = Q_0 * t，其中Q_0 = F_{AO} / C_{AO} = 600 / 2 = 300 L/h，因此V_t = 300 * 4 = 1200 L。