题目
某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比与-|||-70℃用间歇反应器并以硫酸作催化剂进行缩聚反应而-|||-生产的,实验得出的反应动力学方程为:-|||-1)若每天处理2400己二酸(146),每批操作辅助时间1h-|||-,反应器装填系数为0.75,求转化分别为 XA=0.8,-|||-O.9时的反应体积。-|||-2)反应PFR中进行,求转化率分别为 sqrt (2)=0, ,O.9时的反-|||-应体积?-|||-3)采用CSTR,求转化率分别为 XA=0.8 ,O.9时的反应-|||-体积?
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算每小时处理的己二酸摩尔数
每天处理2400kg己二酸，己二酸的摩尔质量为146g/mol，因此每小时处理的己二酸摩尔数为：
$$
FA0 = \frac{2400 \times 1000}{146 \times 24} = 684 \text{ mol/h}
$$
步骤 2：计算反应器的体积
反应器装填系数为0.75，每批操作辅助时间为1小时，因此反应器的体积为：
$$
V0 = \frac{FA0}{0.75} = \frac{684}{0.75} = 912 \text{ L/h}
$$
步骤 3：计算转化率为0.8时的反应体积
根据反应动力学方程，转化率为0.8时的反应体积为：
$$
V = V0 \times t = 912 \times 9.5 = 8664 \text{ L} = 8.664 \text{ m}^3
$$
步骤 4：计算转化率为0.9时的反应体积
根据反应动力学方程，转化率为0.9时的反应体积为：
$$
V = V0 \times t = 912 \times 16.3 = 14877.6 \text{ L} = 14.878 \text{ m}^3
$$
步骤 5：计算平推流反应器的反应体积
根据反应动力学方程，转化率为0.8时的反应体积为：
$$
V = \frac{FA0}{kC^2(1-xA)^2} = \frac{684}{0.004(1-0.8)^2} = 1450 \text{ L} = 1.45 \text{ m}^3
$$
步骤 6：计算全混流反应器的反应体积
根据反应动力学方程，转化率为0.8时的反应体积为：
$$
V = \frac{FA0}{kC^2(1-xA)^2} = \frac{684}{0.004(1-0.8)^2} = 7234 \text{ L} = 7.234 \text{ m}^3
$$
每天处理2400kg己二酸，己二酸的摩尔质量为146g/mol，因此每小时处理的己二酸摩尔数为：
$$
FA0 = \frac{2400 \times 1000}{146 \times 24} = 684 \text{ mol/h}
$$
步骤 2：计算反应器的体积
反应器装填系数为0.75，每批操作辅助时间为1小时，因此反应器的体积为：
$$
V0 = \frac{FA0}{0.75} = \frac{684}{0.75} = 912 \text{ L/h}
$$
步骤 3：计算转化率为0.8时的反应体积
根据反应动力学方程，转化率为0.8时的反应体积为：
$$
V = V0 \times t = 912 \times 9.5 = 8664 \text{ L} = 8.664 \text{ m}^3
$$
步骤 4：计算转化率为0.9时的反应体积
根据反应动力学方程，转化率为0.9时的反应体积为：
$$
V = V0 \times t = 912 \times 16.3 = 14877.6 \text{ L} = 14.878 \text{ m}^3
$$
步骤 5：计算平推流反应器的反应体积
根据反应动力学方程，转化率为0.8时的反应体积为：
$$
V = \frac{FA0}{kC^2(1-xA)^2} = \frac{684}{0.004(1-0.8)^2} = 1450 \text{ L} = 1.45 \text{ m}^3
$$
步骤 6：计算全混流反应器的反应体积
根据反应动力学方程，转化率为0.8时的反应体积为：
$$
V = \frac{FA0}{kC^2(1-xA)^2} = \frac{684}{0.004(1-0.8)^2} = 7234 \text{ L} = 7.234 \text{ m}^3
$$