题目
三.某二级不可逆液相反应A+B→P,已知CA0 =CB0,在间歇反应器中达到xAf=0.99时,需反应时间10min。问:(1)在全混流釜式反应器中进行时,所需的空时为多少?(2)在两个串联的全混流釜式反应器中进行,当第一釜的出口转化率达50%时,所需的总空时又为多少?
三.某二级不可逆液相反应A+B→P,已知CA0 =CB0,在间歇反应器中达到xAf=0.99时,需反应时间10min。问:
(1)在全混流釜式反应器中进行时,所需的空时为多少?
(2)在两个串联的全混流釜式反应器中进行,当第一釜的出口转化率达50%时,所需的总空时又为多少?
题目解答
答案
最佳答案
解:
解析
步骤 1：确定反应类型和反应器类型
反应类型为二级不可逆液相反应，反应器类型为全混流釜式反应器（PFR）和两个串联的全混流釜式反应器（PFR）。
步骤 2：计算全混流釜式反应器的空时
在全混流釜式反应器中，反应物A和B的初始浓度相等，即CA0 = CB0。根据题意，间歇反应器中达到xAf=0.99时，需反应时间10min。对于二级反应，空时τ与转化率的关系为：
\[ \tau = \frac{1}{kC_{A0}(1-x)^2} \]
其中，k为反应速率常数，C_{A0}为反应物A的初始浓度，x为转化率。由于CA0 = CB0，我们可以将C_{A0}代入上述公式计算空时。
步骤 3：计算两个串联的全混流釜式反应器的总空时
在两个串联的全混流釜式反应器中，第一釜的出口转化率为50%，即x1=0.5。第二釜的入口转化率为50%，出口转化率为99%，即x2=0.99。根据题意，我们可以分别计算两个反应器的空时，然后将它们相加得到总空时。
反应类型为二级不可逆液相反应，反应器类型为全混流釜式反应器（PFR）和两个串联的全混流釜式反应器（PFR）。
步骤 2：计算全混流釜式反应器的空时
在全混流釜式反应器中，反应物A和B的初始浓度相等，即CA0 = CB0。根据题意，间歇反应器中达到xAf=0.99时，需反应时间10min。对于二级反应，空时τ与转化率的关系为：
\[ \tau = \frac{1}{kC_{A0}(1-x)^2} \]
其中，k为反应速率常数，C_{A0}为反应物A的初始浓度，x为转化率。由于CA0 = CB0，我们可以将C_{A0}代入上述公式计算空时。
步骤 3：计算两个串联的全混流釜式反应器的总空时
在两个串联的全混流釜式反应器中，第一釜的出口转化率为50%，即x1=0.5。第二釜的入口转化率为50%，出口转化率为99%，即x2=0.99。根据题意，我们可以分别计算两个反应器的空时，然后将它们相加得到总空时。