题目
当平行反应的关键组分转化率相同且副反应级数小于主反应级数时,使用管式反应器所得目标产物的收率()使用单个连续釜所得目标产物的收率。A. 大于B. 等于C. 小于D. 不确定
当平行反应的关键组分转化率相同且副反应级数小于主反应级数时,使用管式反应器所得目标产物的收率()使用单个连续釜所得目标产物的收率。
A. 大于
B. 等于
C. 小于
D. 不确定
题目解答
答案
C. 小于
解析
本题考查平行反应中管式反应器和连续釜反应器对目标产物收率的影响,解题思路是通过分析平行反应的特点以及管式反应器和连续釜反应器的特性,结合副反应级数小于主反应级数这一条件来比较两种反应器所得目标产物的收率。
设主反应为 $A \rightarrow P$,副反应为 $A \rightarrow S$,主反应速率方程为 $r_{P}=k_{P}c_{A}^{n_{P}}$,副反应速率方程为 $r_{S}=k_{S}c_{A}^{n_{S}}$,其中 $k_{P}$、$k_{S}$ 分别为主、副反应速率常数,$c_{A}$ 为反应物 $A$ 的浓度,$n_{P}$、$n_{S}$ 分别为主、副反应级数,且 $n_{S} 目标产物 $P$ 的瞬时选择性 $S_{P}$ 定义为: 管式反应器 在管式反应器中,反应物浓度沿管长逐渐降低。由于 $n_{S} 连续釜反应器 在连续釜反应器中,釜内物料浓度均匀,且等于出口浓度。在相同的关键组分转化率下,连续釜内的反应物浓度 $c_{A}$ 相对较高。因为 $n_{S} 综上,当平行反应的关键组分转化率相同且副反应级数小于主反应级数时,使用管式反应器所得目标产物的收率小于使用单个连续釜所得目标产物的收率。
$S_{P}=\frac{r_{P}}{r_{P} + r_{S}}=\frac{k_{P}c_{A}^{n_{P}}}{k_{P}c_{A}^{n_{P}}+k_{S}c_{A}^{n_{S}}}=\frac{1}{1+\frac{k_{S}}{k_{P}}c_{A}^{n_{S}-n_{P}}}$