题目
一级不可逆液相反应A 2R,A 2R, 出口转化率A 2R,每批操作时间A 2R,装置的生产能力为50000 kg产物R/天,A 2R=60,则反应器的体积V为_______A 2R。( )A. 19.6 B. 20.2 C. 22.2 D. 23.4
一级不可逆液相反应
,
, 出口转化率
,每批操作时间
,装置的生产能力为50000 kg产物R/天,
=60,则反应器的体积V为_______
。( )
B. 20.2
C. 22.2
D. 23.4
题目解答
答案
C. 22.2
解析
步骤 1：计算每批反应器中产物R的生成量
根据题目，装置的生产能力为50000 kg产物R/天，每天工作时间为24小时，每批操作时间为2.06小时，因此每批反应器中产物R的生成量为：
\[ \frac{50000 \text{ kg}}{24 \text{ h}} \times 2.06 \text{ h} = 4291.67 \text{ kg} \]
步骤 2：计算每批反应器中产物R的生成量（以摩尔为单位）
由于产物R的摩尔质量为60 g/mol，因此每批反应器中产物R的生成量（以摩尔为单位）为：
\[ \frac{4291.67 \text{ kg}}{60 \text{ g/mol}} = 71.53 \text{ kmol} \]
步骤 3：计算反应器的体积
根据一级不可逆液相反应的特征，反应器的体积V可以通过以下公式计算：
\[ V = \frac{F_{R}}{C_{AO} \times x_{A}} \]
其中，$F_{R}$为每批反应器中产物R的生成量（以摩尔为单位），$C_{AO}$为反应物A的初始浓度，$x_{A}$为出口转化率。
代入已知数值，得到：
\[ V = \frac{71.53 \text{ kmol}}{2.30 \text{ kmol/m}^{3} \times 0.7} = 22.2 \text{ m}^{3} \]
根据题目，装置的生产能力为50000 kg产物R/天，每天工作时间为24小时，每批操作时间为2.06小时，因此每批反应器中产物R的生成量为：
\[ \frac{50000 \text{ kg}}{24 \text{ h}} \times 2.06 \text{ h} = 4291.67 \text{ kg} \]
步骤 2：计算每批反应器中产物R的生成量（以摩尔为单位）
由于产物R的摩尔质量为60 g/mol，因此每批反应器中产物R的生成量（以摩尔为单位）为：
\[ \frac{4291.67 \text{ kg}}{60 \text{ g/mol}} = 71.53 \text{ kmol} \]
步骤 3：计算反应器的体积
根据一级不可逆液相反应的特征，反应器的体积V可以通过以下公式计算：
\[ V = \frac{F_{R}}{C_{AO} \times x_{A}} \]
其中，$F_{R}$为每批反应器中产物R的生成量（以摩尔为单位），$C_{AO}$为反应物A的初始浓度，$x_{A}$为出口转化率。
代入已知数值，得到：
\[ V = \frac{71.53 \text{ kmol}}{2.30 \text{ kmol/m}^{3} \times 0.7} = 22.2 \text{ m}^{3} \]