化学反应工程总复习
化学反应工程总复习
《化学反应工程》综合复习资料一、填空题1.多级混合模型的唯一模型参数为 ，轴向扩散模型的唯一模型参数为 。
2.在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要的方法为和 。
3.反应级数 （可能/不可能）是0，基元反应的分子数 （可能/不可能）是0。
4.测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为 和 。
5.某一级液相反应在间歇式反应器中进行，5min 转化率为50％，则转化率达到80％需时间__ ____min 。
6.某反应的速率方程式为n A A r kC -= mol/(m 3.h)，则反应级数n 为2时，k 的单位为 _。
7.某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式 。
8.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指 、 和 ，“一反”是指 。
9.完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度 ，并且 （大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。
10.在一个完整的气—固相催化反应的七大步骤中，属于本征动力学范畴的三步为 、 和 。
二、选择题1.对于瞬时收率和总收率，下列正确的说法有 （多项选择）。
A. 对于平推流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；B. 对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率相等；C. 对于平推流反应器，反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系；D. 对于全混流反应器，反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系； 2.某反应速率常数的单位为m 3/(mol.hr)，该反应为 级反应。
A. 零级B. 一级C. 二级D. 不能确定. 3..对于平行反应SA RA 222111n ,E ,k n E ,k −−−→−−−−→−，，活化能E 1>E 2，反应级数n 1<n 2，如果目的产物是R 的话，我们应该在 条件下操作。
A. 高温、反应物A 高浓度；B. 高温、反应物A 低浓度；C. 低温、反应物A 高浓度；D. 低温、反应物A 低浓度 4.关于E 函数和F 函数，下面正确的是 。
化学反应工程复习总结
化学反应工程复习总结work Information Technology Company.2020YEAR一、 绪论1． 研究对象是工业反应过程或工业反应器 研究目的是实现工业反应过程的优化2． 决策变量：反应器结构、操作方式、工艺条件 3． 优化指标——技术指标：反应速率、选择性、能耗 掌握转化率、收率与选择性的概念 4．工程思维方法二、化学反应动力学1. 反应类型：简单反应、自催化、可逆、平行、串联反应基本特征、分析判断2. 化学反应速率的工程表示))((反应区反应时间反应量反应速率＝3. 工业反应动力学规律可表示为：)()(T f C f r T i C i ⋅=a) 浓度效应——n 工程意义是：反应速率对浓度变化的敏感程度。
b) 温度效应——E 工程意义是：反应速率对温度变化的敏感程度。
已知两个温度下的反应速率常数k ，可以按下式计算活化能E ：E ——cal/mol ，j/mol T ——KR = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K三、PFR 与CSTR 基本方程1. 理想间歇：⎰⎰-=--==Af A Af A x x A AA c c A A R r dx c r dc v V t 00)()(00反应结果r ，工程问题2. 理想PFR ： ⎰⎰-=--==Af A Af A x x A AA c c A A R p r dx c r dc v V 00)()(00τ3. CSTR ：)()(00A AA A A A R p r x c r c c v V -=--==τ 4. 图解法四、简单反应的计算 n=1,0,2级反应特征0(1)A A A c c x =-浓度、转化率、反应时间关系式PFR →CSTR ，CSTR ←PFR基本关系式PFR （间歇）CSTR00()Af A c R Apc A V dc v r τ==--⎰0()A AR m A c c V v r τ-==-n=00A A p c x k τ=0A A p c x k τ=n=11ln1p Ak x τ=-0A Am Ac c kc τ-=xxτ/c A0 τn=2五、可逆反应A P)()(02121AA A P A A C C k C k C k C k r --=-=-))((21Ae A C C k k -+=)()(021A Ae A x x C kk -+=温度效应： 浓度效应：⇒=-0)(A r ])1(ln[102012A Aeq x x k k R E E T --=])x (x k k E E ln[R E E A A opt --=110201212PFR 积分式CSTR ：由基本方程导出六、平行反应A211211n An A n AS P P C k C k C k r r r +=+=β， k 1k 2P （主反S （副反AfAC C AAfA pf C C dC C C C AfA --=-=⎰000ββ0()AA C p Ppf A C A AdC r C dC r dC ββ==-=--⎰温度效应：温度升高有利于活化能大的反应 浓度效应：浓度升高有利于级数大的反应计算：由基本方程PFR 、CSTR 推出①反应器选型与组合优化：β~C A P β~X A 曲线——对应面积=C P /C A0②最优加料方式：p163-164 平行反应P 111m B n A p C C k r = A+BS 222m B n A s C C k r =七、串联反应A P SAACkr1)(=-PAPCkCkr21-=PSCkr2=温度效应：温度升高有利于活化能大的反应（同平行反应）浓度效应：凡是使APCC/增大的因素对串连反应选择率总是不利的。
《化学反应工程》复习题及答案
化学反应工程单选题 对于反应级数⏹＞ 的不可逆气相等温反应，为降低反应器体积，应选用♉♉♉♉♉♉♉。
（✌）（✌）平推流反应器 （ ）全混流反应器（ ）平推流串接全混流反应器 （ ）全混流串接平推流反应器 分批式操作的完全混合反应器非生产性时间不包括下列哪一项♉♉♉♉♉♉♉。
（ ）（✌）加料时间 （ ）反应时间 （ ）物料冷却时间 （ ）清洗釜所用时间 下列单位不属于反应速率的是♉♉♉♉♉♉♉。
（ ）（✌）❍☐●☎♑﹒♦✆ （ ）❍ ♦ （ ）❍☐●☎❍ ﹒♦✆ （ ）❍☐●☎❍ ﹒♦✆．反应 A B C →+，12.50 k s -=，则反应级数为♉♉♉♉♉♉♉。
（ ）✌． （ ） （ ） （ ） 反应NaOH + HClNaCl + H 2O ，已知mol s l k /1.0⋅=，则反应级数⏹♉♉♉♉♉♉♉。
（ ）（✌） （ ） （ ） （ ） 气相基元反应 B A →2，进料时反应物✌和稀释剂 以等摩尔比加入，则膨胀率为♉♉♉♉♉♉♉。
（ ）（✌） （ ） （ ） （ ） 下面反应器中不属于理想反应器的是♉♉♉♉♉♉♉。
（ ）（✌）间歇反应器 （ ）全混流反应器 （ ）平推流反应器 （ ）膜反应器 下面哪种反应器组合形式可以最大程度降低反应器体积♉♉♉♉♉♉♉。
（ ） （✌）平推流反应器串联 （ ）全混流反应器串联（ ）平推流反应器并联 （ ）全混流反应器并联 在间歇反应器中进行等温一级反应✌ ❼ ，0.01 /A A r C mol L s -=⋅，当 ✌ ❍☐●☹时，求反应至 ✌ ❍☐●☹所需时间♦♉♉♉♉♉♉♉秒。
（ ）（✌） （ ） （ ） （ ） 在间歇反应器中进行等温二级反应✌ ❼ ，20.01 /A A r C mol L s -=⋅，当 ✌ ❍☐●☹时，求反应至 ✌ ❍☐●☹所需时间♦♉♉♉♉♉♉♉秒。
《化学反应工程》综合复习资料
《化学反应工程》综合复习资料一、填空题1、全混流反应器的E 函数表达式为 ，其无因次方差= ，而平推流反应器的无因次方差＝ 。
2、工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是 、 、和 。
3、在间歇反应器中进行一恒压气相反应，原料为A 和B 的混合物，其中A 含量为20%(mol)，若物料初始体积为2升，则A 转化50％时，物料的总体积为 。
4、基元反应的分子数 （可能/不可能）是小数。
5、某液相反应于50℃下在间歇反应器中进行，反应物A 转化80％需要10min ，如果于相同条件下在平推流反应器中进行，则达到同样的转化率需要的空时为 ；如果同样条件下在全混流反应器中进行，达到同样的转化率需要的空时 。
6、测定非理想流动的停留时间分布函数时，两种最常见的示踪物输入方法为 和 。
7、完全混合反应器（全混流反应器）内物料的温度和浓度 ，并且 （大于/小于/等于）反应器出口物料的温度和浓度。
8、多级混合模型的唯一模型参数为 ，轴向扩散模型的唯一模型参数为： 。
9、对于单一反应，在相同的处理量和最终转化率条件下，选择反应器时主要考虑 ；而对于复合反应，选择反应器时主要考虑的则是 。
2θσ2θσ32A B R +→A R →10、对于反应23A B R +→，各物质反应速率之间的关系为：(-r A ):(-r B ):r R ＝ 。
11、某重油催化裂化装置处理量为100吨重油/h ，未转化重油为6吨/h ，汽油产量为42吨/h ，则重油的转化率为_ _，工业上汽油的收率及选择性为_ _和_ _。
12、某反应的计量方程为A R S →+，则其反应速率表达式 。
13、反应级数 （可能/不可能）大于3， （可能/不可能）是0，基元反应的分子数 （可能/不可能）是0。
14、在一个完整的气—固相催化反应的七大步骤中，属于本征动力学范畴的三步为 、 和 。
15、在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要的方法为 和 。
反应工程(总复习)
反应器 P
分离器
Q
产物
转化率是针对反应物而言，收率则是针对生成物而言，定义为：
与转化率一样，收率也有单程收率和全程收率之分 对于单一反应，转化率与收率数值上相等，且无论按那一个反应产物计算的收率，数 值上都相等，当反应系统进行的反应不止一个时，则不相等。
第一章 绪论
转化率、收率和选择性三者的关系：
等转化率曲线。温度较低时，反应速率随温度的升高 而加快，到达某一极大值后，随着温度的继续升高，
反应速率反而下降。
最佳温度
第二章 反应动力学基础
复合反应：在同一个反应体系中进行若干个化学反应时，称为复合反应。 单位时间内单位体积反应混合物中某一组分i的反应量叫做该组分的转化速率 （i为反应物）或生成速率（i为反应产物），并以符号 来表示。
（2）描述温度变化的能量衡算式，或称能量方程； （能量守恒定律）
（3）描述压力变化的动量衡算式，或称动量方程； （动量守恒定律）
（4）综观三种衡算式，根据各自的守恒定律，均符合下列模式：
17
第二章 反应动力学基础
任何化学反应都以一定的速率进行，通常以单位时间内单位体积反应物系中某一反 应组分的反应量来定义反应速率。
第四章 管式反应器
活塞流和全混流的比较：
根本差别：活塞流无返混存在，全混流的返混程度最大，以致反应物料间不存在
浓度差，也不存在温度差。
单一反应等温管式反应器设计方程
以等速率进行 常数
管式反应器连续操作 方程 等容 = ≠ 管式反应器空时 变容
釜式反应器连续操作 方程
釜式反应器的反应时间
第四章 管式反应器
化学反应工程的“三传一反”
动量、热量和质量传递。
反应进度（ ξ ）的定义：任何反应组分的反应量与其化学计量系数的之比恒为定 值，推广到任何反应，并表示为：
化学反应工程复习资料
《化学反应工程》复习题一、名词解释：1、平均选择性；2、流化数；3、收率；4、假态点、5、对比速率。
二、选择题1、管式反应器的高径比范围为（ ）A ：2~6B ：20~30C ：2~4D ：1~802、热稳定条件是指（ ）A ：Qr ≤Qg ；B ：d Qg/dT ≤d Qr/dT ；C ：Qr=Qg ；D ：d Qg/dT=d Qr/dT ；3、当某颗粒的形状系数为0.8时，则其相当直径的大小顺序为（ ）A ：Dp ≥dp ≥ds ；B ：ds ≥Dp ≥dp ；C ：dp ≥Dp ≥ds ；D ：ds ≥dp ≥Dp4、固定床反应器的收率比流化床反应器的收率（ ）A ：要高；B ：要低；C ：一样高；D ：不能比较。
5、下列液相反应，设从有利于生成U 、S 出发，应选择哪种操作方式（ ）A ＋B→R ＋T r R =dC R /d t =dC T /d t =k 1C A CB A ＋B→S ＋U r R =dC U /d t =dC S /d t =k 1C A 1..5C B 0.5A ：A 一次性加料，B 分批加料；B ：A 和B 都一次性加料；C ：B 一次性加料，A 分批加料；D ：A 和B 都分批加料。
6、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n （ ） A. ＜0 B. =0 C. ≥0 D. ＞07、当反应级数n （ ）时，微观流体具有比宏观流体高的出口转化率。
A. =0 B. =1 C. ＞1 D. ＜18、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，s l mol C r A A ⋅=-/01.0，当lm o lC A /10=时，求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=（ ）秒。
A. 400B. 460C. 500D. 5609、一级连串反应A → P → S 在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P 浓度最大时的最优空时=opt τ（ ）。
A.1212)/ln(K K K K - B.1221)/ln(K K K K - C.2112)/ln(K K K K D.211K K10、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用（ ）。
化学反应工程复习
8、下列叙述正确的是（ D
）
A、对于可逆吸热反应，反应速率随 XA的变化升高而升高 B、对于可逆放热反应，反应速率随 XA的变化升高而升高
C、对于可逆吸热反应，存在最佳温度Top
D、对于可逆放热反应，存在最佳温度Top 9、下列叙述正确的是（ A ）
A、对于可逆吸热反应(温度一定)，反应速率随 XA的变化升 高而降低
• 6. 如果将管式反应器出口的产物部分返回到入口 处与原始物料混合，这类反应器为 的管 式反应器。 • 7. 全混流反应器稳定的定常态操作点的判据 dq dq q q 为 、 dT dT 。 • 8. 停留时间分布可由两个函数定量描述，它们是 和 。 • 9. 工业反应器有三种操作方式，包 括： ， ， 。 • 10. 气体在固体表面的吸附中物理吸附靠_______ 结合的，而化学吸附是靠 结合的。
4．当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调增加时， 收率顺序：(A) A、间歇釜＜多个连续釜串联＜单一连续釜 B、多个连续釜串联＞间歇釜＞单一连续釜 C、间歇釜＞单一连续釜＞多个连续釜串联 D、间歇釜＞多个连续釜串联＞单一连续釜
5．当瞬时选择性随关键组分转化率增大而单调下降时， 收率顺序：(D) A、间歇釜＜多个连续釜串联＜单一连续釜 B、多个连续釜串联＞间歇釜＞单一连续釜 C、间歇釜＞单一连续釜＞多个连续釜串联 D、间歇釜＞多个连续釜串联＞单一连续釜
• • • • • • • • • • • • • • •
6. 计算转化率起始状态的选择，正确的是（ B ） A. 连续反应器，选择反应器出口处原料的状态 B. 连续反应器，选择反应器进口处原料的状态 C. 间歇反应器，选择反应结束时的状态 D. 数个反应器串联，往往以进入第二个反应器的原料组成为计算基准 7. 全混流反应釜最多可以有 C 个定常操作点 A.1 B. 2 C. 3 D. 4 8. 对于反应速率随转化率变化存在一个极大值的化学反应，最合适的 反应器为 A. 管式反应器 B. 釜式反应 C. 循环操作的管式反应器 D. 釜式反应串联管式反应器 9. 不是理想吸附的基本假定的是（ D ） A. 吸附位具有相同的能量 B. 属单层吸附 C. 被吸附分子间的作用力可略去不计 D. 属多层吸附
反应工程复习题
第一章绪论．1 ．化学反应工程是一门研究＿_ _ _ _ ＿的科学。
2 ．化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的科学，既以＿_ ＿作为研究对象，又以_ _ _ ＿为研究对象的学科体系。
3 . _ _ ＿是化学反应工程的基础。
4 ．化学反应困呈按操作方法分为＿_ ＿、＿_ ＿、＿_ ＿操作。
5 ．化学反应工程中的“三传一反”中的三传是指 、 、 。
6 ．不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称 。
第二章均相反应动力学一、填空1 ．均相反应是指 。
5 ．活化能的大小直接反映了 对温度的敏感程度。
P （主）6 ．平行反应A S （副）均为一级不可逆反应，若E E >副主，选择性P S 与 无关，仅是 的函数。
8 . 一级连串反应 12K K A P S −−→−−→在全混流釜式反应器中，则目的产物P 的最大浓度max p C =＿＿＿apv t =＿＿＿＿9 . 一级连串反应 12K K A P S −−→−−→在平推流反应器中，则目的产物P 的最大浓度max p C =＿＿＿apv t =＿＿＿＿二、选择题1 ．化学反应222222NO H N H O +⇔+，其中化学反应计量系数为+2的是哪种物质＿。
A.NOB.H2C.N2D.H2O2 .对于一非恒容均相化学反应B A B A αα↔，反应组分A 的化学反应速率A r -=＿。
A ．Vdt dn r A A -=- B. Vdt dn r A A =- C. dt dC r A A =- D.dt dC rB A =-3 ．对于反应aA + bB 一pP ＋sS ，则P r ＿＿＿＿()A r - A.a p B.a p C. p a D. p a4 ．气相反应43A B R S +→+进料时无惰性气体，A 与B 以3：1的摩尔比进，则膨胀因子 A δ= ＿＿＿＿A.1/4B.2/3C.-1/4D.-2/35 . 气相反应2423CO H CH H O ++ƒ进料时无惰性气体，CO 与2H 以1：2摩尔比进料，则膨胀因子CO δ=＿＿＿A.-2B.-1C.1D.27 . 反应4102422C H C H H →+，12.0k s -=，则反应级数n=＿＿＿＿。
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⒉热量衡算：以能量守恒定律为基准，是计算反应器中温 度变化的基本方程。
(带入的热量)＝(带出的热量)＋(反应吸热量)＋(热量的累积)＋(传向环境的热量)
1
2
3
4
5
⑴ 连续系统：① 稳态时第4项等于零。
② 绝热时第5项等于零。 ③ 非稳态、非绝热时5项都存在。
⑵ 间歇系统：① 非绝热时第1、2项等于零。 ② 绝热时第1、2、5项等于零。
②
①、②两式相除，分离变量并积分
【解】对二级反应 kt 1 ( xA )
CA0 1 xA
t 1 ( xA ) kCA0 1 xA
对于50％转化率
t50%
1 CA0
( 0.5 ) 1 0.5
5
min
对于75％转化率
t75%
1 CA0
( 0.75 ) 1 0.75
15
min
所以需要增加10分钟。
【例1-7 】在间歇反应器中进行一级可逆反应
0.4 (1.15103)(1 0.4)(6.63)
87.4(ks)
24.28(h)
故反应器的体积为: ＶR = Q0τ= 0.5×24.28 = 12.14 (m3)
【例题2- 2】一混合物含90％(mol比)A(45mol /l)和
10 ％ (mol 比 ) 杂 质 B(5mol/l) ， 为 使 产 品 质 量 令 人 满 意 ，
所以的消失速率式为rA=0.05774CA－0.02887CR mol/(min·l)
第三章 均相反应器
一、主要基本概念、基本理论 ⒈物料衡算：以质量守恒定律为基准，是计算反应器
体积的基本方程。以反应物Ａ为例：
(A的流入量)＝(A的流出量)＋(A的反应量)＋(A的累积量)
1
2
3
4
⑴ 连续系统：① 稳态时第4项等于零。② 非稳态时4项 都存在。 ⑵ 间歇系统：第1、2项等于零。
代入已知值可求出速率常数 ln C0 k 34 0.8C0
k 0.00657 (min)1
所以单体的消失速率为：
rA
dC dt
0.00657C
mol /(min l)
【例1-6】液体A按二级不可逆反应动力学式分解，在间歇 反应器中5分钟时转化50％，问转化75 ％的A需要增加多 少时间？
化学反应工程总复习
第二章 均相反应动力学
一、主要基本概念、基本理论
⒈化学计量方程 表示各反应物、生成物在反应过程中量的变化关系，
如方程：aＡ＋bＢ=pＰ＋sＳ 表明每反应掉ａ个摩尔的Ａ ，将同时反应掉ｂ个摩尔的Ｂ，并生成ｐ个摩尔的Ｐ和ｓ
个摩尔的Ｓ。
物料衡算：
(nA0
nA)
a b
(nB0
nB )
VR CA0 CAf
Q0
rA
v0 CP (T T0 ) UAh (T Tm ) (H )rAVR
⑷ 热稳定判据：
① QT = Qg
②
dQT dQg dT dT
式中： QT ─ 移热速率
Qg─ 放热速率
【例题2-1】考虑在全混流反应器中进行的丁二烯和丙烯酸甲酯的
③．选择性
S ＝ p
生成目的产物 P所消耗掉的关键组分的 摩尔数 已转化掉的关键组分的 摩尔数
④．转化率、收率、选择性三者之间的关系 Yp= x·Sp
⒋动力学方程
⑴．反应速度常数
．Arrhenius方程k
k0
exp(
E RT
)
⑵．简单不可逆反应动力学方程
①．一级反应 ②．二级反应
A k P
rA kCA
2 A k P
rA
kC
2 A
A B k P rA kCA2
CA0 CB0
rA
k(T )CACB
k (T )CA20 (1
xA
)(
CB0 CA0
xA )
CA0 CB0ຫໍສະໝຸດ aA bB k pPrA
k(T )CACB
k
(T
)C
2 A0
(1
xA
⒌恒温变容过程 ⑴．定义
①．膨胀因子δi： δi 表 示 关 键 组 分 i 每 消
耗(或生成)一摩尔时，整
个物系摩尔数的变化值。
例
aA bB k pP sS
A
(p s)- (a b) a
P
(p s) - (a b) p
b
(p s)- (a b) b
a p
(nP0
nP )
a s
(nS 0
nS )
⒉化学反应速率 定义：化学反应速率为单位时间、单位体积内关键组
分的质量摩尔数的变化量
公式：ri＝± dni
Vdt
⒊反应转化率、收率、选择性
①．转化率 ②．收 率
Y ＝ xi
ni0 ni ni 0
p
生成目的产物 P所消耗掉的关键组分的 摩尔数 进入反应系统的关键组 分的摩尔数
rA (rA )1 (rA )2 rP rS k1C A k2CA
②．一级连串反应 A k1 P k2 S
rA k1CA
rP k1CA k2CP
⑸．其它反应
均相自催化反应
A k1 p
A C k2 P C
rS k2CP
rA k1CA k2CCCA (k1 k2CC )CA
⑶
变温过程：UAh (Tm
T)
(H A )rA
CV
dT dt
式中： U ─ 给热系数
A
─
h
与单位物料体积相当的传热面积
Tm─ 传热介质温度 ρ─ 物料密度
⒋平推流反应器：物料连续流入、流出反应器。
⑴特点：① 稳态时，所有物料在反应器中的停留时间都
相同。
② 稳态时，同一截面上的物料组成、温度不随 时间变化。
由此可得： k
1 n 1
1 (CA0 )n1
(1.25n1
1) 1 t
M
1 t
式中
M
11 n 1 (CA0 )n1
(1.25n1
1)
const
因此有 k 300＝M÷12.6 k340＝M÷3.2
ln k300 ln M 3.2 E( 1 1 ) 8.314 k340 M 12.6 300 340
k1
A R
，
k2
CA0=0.5mol/l，CR0= 0，8分钟时A的转化率为33.3％，而
平衡转化率为66.7％，求此反应的速率式。
【解】 rA k1CA k2CR k1CA k2 (CA0 CA ) (k1 k2 )CA k2CA0
积分得 (k1
k2 )t
ln
缩 合 反 应 ： CH2 ＝ CH─CH ＝ CH2 ＋ CH2 ＝ CH─COOCH3─→ C6H9COOCH3（简写为Ａ＋Ｂ─→Ｃ），以AlCl3为催化剂，反应 温度为 20℃，液料的体积流速为0.5m3/h，丁二烯和丙烯酸甲酯的
浓 度 为 CA0=96.5mol/m3 ， CB0=184mol/m3 ， 催 化 剂 AlCl3 的 浓 CD= 6.63 mol/m3。实验测得该反应的速度方程为：
rA=kCACD
k =1.15×10-3 m3/(mol·ks)
若要求丁二烯的转化率为40％，试求反应器的体积。
【解】 rA
dCA dt
kCACD
kCA0 (1
xA )CD
对于全混流反应器
VR CA0 (xAf xA0 )
Q0
rA
CA0 xAf kC A0(1 xA )CD
③ 在流动方向上没有物料返混，反应物的浓度、
温度沿反应器管长连续变化。
⑵ 设 计 式：
① 基础设计式
VR Q0
CA0
dx xAf
A
r xA0
A
②恒 容 时
VR CAf dCA
Q0
r CA0
A
⑶ 变温过程： U D(Tm T)dZ (H)rAdVR (FiCPi )dT
k1 2k2
(2)
代入(1)得
(k1
k2
)t
ln
(1
2 2)(1 1 /
3)
1
ln
2
所以
(k1
k2
)
ln 2 8
0.0866
min 1
(3)
联立(2)式和(3)式得 k2 = 0.0866÷3 = 0.02887 min-1 k1 = 2k2 = 2×0.02887 = 0.05774 min-1
⒊间歇反应器：物料按一定配比一次加入进反应器，反应 终了时，产物一次取出。
⑴ 特点： ① 任一瞬间，在反应器内各点的物料浓度相同、温度相同。 ② 在反应器内各点的物料浓度、温度随反应时间变化。
⑵ 设 计 式：
① 基础设计式：t nA0
xA dxA 0 rAVR
② 恒 容 时： t CA dCA r CA0 A
解得: E＝29.06 (kJ/mol)
【例1-4】假如CA=1mol/l时
， rA
dCA dt
0.2 mol /(l
s)
问CA=10 mol/l时的反应速率是多少？