化学反应工程原理(华东理工大学版)第二版第八章答案 篇一:化学反应工程原理(华东理工大学版)第三章华东版3-1 解:cA0kt?xA1?xA ?1把数据代入得cA0k?0.2min 当xA=0.75时解得t=15min 所以,增加的时间为15-5=10min 3-2 解:?1?xA?1?nn?1?1??n?1?cA0kt (式A)把xA=0.75和t=10min代入解得cA0k?0.1 再把t=30min代入(式A)解得xA=1.25 所以,转化率应为 1 3-3 解:设反应动力学方程为:? 则?1?xA?1?nn?1dcAn ?kcAdtn?1?1??n?1?cA0kt,且cA0=1 ?1?0.8??1??n?1?k8因此有 1?n?1?0.9??1??n?1?k18 解得:n=2;k=0.5L/mol·min 3-4 1)计算进料中酸、醇和水的摩尔浓度cA0、cB0、cS0(注意进料中水的浓度cS0不为0)。 2)列出当酸的转化率为xA时,各组分浓度的表示式: -11?n cA?cA0?1?xA? cB?cB0?cA0xA cR?cA0xA cS?cS0?cA0xA 3)将上列各式及各组分初浓度代入反应速率式,整理得 dxA2 ??7.93?10?6?10.2?20.1xA?2.58xA?dt 4)计算转化率达35%所需的时间为 t??0.35 0dxA ?627.93?1010.2?20.1xA?2.58xA上述积分可查积分表用公式计算,也可用MATLAB语言的quad解算子计算,结果为 t?7153s?2h 5)计算所需反应器体积。先计算每天的反应批数,再计算每m3反应体积每天的生产量,然后再计算达到要求产量所需反应器体积。答案为 VR=51.9m3 3-5 1)设酯的平衡转化率为xAe,将平衡时各组分浓度代入化学平衡方程得:21.1512xAe?0.219 1.1511?xAe48.76?1.151xAe化简整理上述方程并求解得xAe?90.8% 2)此题解法与3-4中的步骤2~4相同,答案为t=276min 3)此时各组分的浓度为酯:0.207mol/L;水:47.816 mol/L;醇、酸:0.910 mol/L;反应物系的组成为酯:0.414%;水:95.80%;醇、酸:1.82%; 3-6 对可逆放热反应,当反应温度过低时,因反应速率过低转化率偏低,当反应温度过高时,转化率又会受化学平衡的限制。所以,对一定的平均停留时间都存在一能达到最高转化率的最优反应温度。对本题此最优反应温度可用解析法求解。 1)列出反应器的物料衡算方程 qV?cA0?cA??VR??rA? 将反应动力学方程代入,整理后可得xA?k?T??1???k?T??k??T???? 式(A)2)对上式求导,并令导数为零 ?dkdk??dk???1??k?k?????k??????dTdTdTdxA?? ?2dT?1??k?k?????? dkkE将上式展开,并将代入,化简后可得 ?2dTRT ???E2E1?ln?? RT?k20?E2?E1? 于是Topt??E2 ??E1Rln??k?E?E2021????12405 ?325K
《化学反应工程原理》复习思考题 第一章绪论 1、了解化学反应工程的研究内容和研究方法。 2、几个常用指标的定义及计算:转化率、选择性、收率。 第二章化学反应动力学 1、化学反应速率的工程表示,气固相催化反应及气液相非均相反应反应区的取法。 2、反应速率常数的单位及其换算。 3、复杂反应的反应速率表达式(可逆、平行、连串、自催化)。 4、气固相催化反应的步骤及基本特征。 5、物理吸附与化学吸附的特点。 6、理想吸附等温方程的导出及应用(单组分吸附、解离吸附、混合吸附)。 7、气固相催化反应动力学方程的推导步骤。 8、不同控制步骤的理想吸附模型的动力学方程的推导。 9、由已知的动力学方程推测反应机理。 第三章理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征 1、反应器设计的基本方程式。 2、理想间歇反应器的特点。 3、理想间歇反应器等温、等容一级、二级反应反应时间的计算及反应器体积的计算。 4、自催化反应的特点及最佳工艺条件的确定及最佳反应器形式的选择。 5、理想间歇反应器最优反应时间的计算. 7、可逆反应的反应速率,分析其浓度效应及温度效应。 8、平行反应选择率的浓度效应及温度效应分析。 9、平行反应反应器形式和操作方式的选择。 10、串连反应反应物及产物的浓度分布,t opt C p.max的计算。 11、串连反应的温度效应及浓度效应分析。 第四章理想管式反应器
1、理想管式反应器的特点。 2、理想管式反应器内进行一级、二级等容、变容反应的计算。 3、空时、空速、停留时间的概念及计算。 4、膨胀率、膨胀因子的定义,变分子数反应过程反应器的计算。 第五章理想连续流动釜式反应器 1、全混流反应器的特点。 2、全混流反应器的基础方程及应用。 3、全混釜中进行零级、一级、二级等温、等容反应时的解析法计算。 4、全混釜的图解计算原理及图解示意。 5、全混流反应器中的浓度分布与返混,返混对反应的影响。 6、返混产生的原因及限制返混的措施。 7、多釜串联反应器进行一级、二级不可逆反应的解析法计算。 8、多釜串联反应器的图解法计算原理。 第七章化学反应过程的优化 1、简单反应过程平推流反应器与全混流反应器的比较及反应器形式的选择。 2、多釜串连反应器串连段数的选择分析。 3、自催化反应反应器的选型分析。 4、可逆放热反应速率随温度的变化规律,平衡温度和最优温度的概念。 5、平行反应选择率的温度效应及浓度效应分析,反应器的选型,操作方式的确定。 6、串连反应影响选择率和收率的因素分析,反应器的选型及操作方式的确定。 7、平推流与全混釜的组合方式及其计算。 第八章气固相催化反应过程的传递现象 1、气固相催化反应的全过程及特点。 2、等温条件下催化剂颗粒的外部效率因子的定义。 3、外扩散、内扩散对平行反应、连串反应选择性的影响分析。 4、气体流速对外扩散的影响分析。 5、等温条件下催化剂颗粒的内部效率因子的定义。
化学反应工程习题 第一部分:均相反应器基本理论 1、试分别写出N 2+3H 2=2NH 3中用N 2、H 2、NH 3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率;并写出这三种反应速率表达式之间的关系。 2、已知某化学计量式为 S R B A 2 121+=+的反应,其反应速率表达式为B A A C C r 5 .02=,试求反应速率B r =?;若反应的化学计量式写成S R B A +=+22,则此时反应速率A r =?为什么? 3、某气相反应在400 o K 时的反应速率方程式为2 21061.3A A P d dP -?=- τ h kPa /,问反应速率常数的单位是什么?若将反应速率方程改写为2 1A A A kC d dn V r =?-=τ h l mol ./,该反应速率常数k 的数值、单位如何? 4、在973 o K 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应:C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。反应开始时,系统中含丁烷为116kg ,当反应完成50%时,丁烷分压以235.4×103Pa /s 的速率发生变化, 试求下列项次的变化速率:(1)乙烯分压;(2)H 2的摩尔数;(3)丁烷的摩尔分率。 5、某溶液反应:A+B →C ,开始时A 与B 摩尔数相等,没有C ,1小时后A 的转化率为75%,当在下列三种情况下,2小时后反应物A 尚有百分之几未反应掉? (1)对A 为一级、B 为零级反应; (2)对A 、B 皆为一级反应; (3)对A 、B 皆为零级反应。 6、在一间歇反应器中进行下列液相反应: A + B = R A + R = S 已知原料组成为C A0 = 2 kmol/m 3,C B0 = 4 kmol/m 3,C R0 = C S0 = 0。反应混合物体积的变化忽略不计。反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3,C R = 1.5 kmol/m 3。计算这时B 和S 的浓度,并确定A 的转化率、生成R 的选择性和收率。 7、一级可逆反应A = R 在等温下进行。已知C A0 = 500mol/m 3,C R0 = 0。若该反应在一间歇反应器中进行,且在反应温度下667.0=Ae x 。经480 s 后测得333.0=A x 。(1)试确定此反应的动力学方程;(2)计算A x 分别达到0.6和0.65所需的反应时间;(3)比较计算结果,你有什么体会?
依据反应器的操作方法,可分为: 间歇式反应器(Batch reactor) 连续式反应器(Continuous reactor) 半间歇式反应器(Semi-batch reactor) 依据反应器的热力学条件,可分为: 等温反应器(Isothermal reactor) 非等温反应器(Nonisothermal reactor)绝热式反应器(Adiabatic reactor) 非绝热式反应器(Non-adiabatic reactor) 依据反应器外型与结构,可分为: 槽(釜)式反应器(Tank reactor) 管式反应器(Tubular reactor) 塔式反应器(Column reactor) 依据反应物料的相态,可分为: 均相反应器(Homogeneous reactor) 非均相反应器(Heterogeneous reactor) 依据反应物料流动特性,可分为: 塞流反应器(Plug flow reactor) 层流反应器(Laminar flow reactor) 紊流反应器(Turbulent flow reactor) 依据反应物料的输送方式,可分为: 固定床反应器(Fixed-bed reactor) 流体化床反应器(Fluidized-bed reactor)
间歇式反应器的特点是所有的操作流程都是以分批方式进行,因此在每一批次的反应过程中均不受前后批次操作的影响。在反应系统方面,批式反应器最常用于液相反应,固相及液-固混合相也适用,但气相反应则较不适合,因为其所能处理的量少,而且反应过程中操作不易,只有在像是气体成分分析时,样品量少且需要精确数据的情况下,才会使用精密的批式反应装置(如气相层析仪)来进行分析,一般在处理大量气体反应时,则大多以连续式反应器为主。 另外,间歇式反应器的操作过程中包含进料、卸料以及清理设备等步骤,有相当长的非反应时间以及劳动力需求,因此,批式反应器通常应用于规模与产量较小的产业,如食品、药品、精密化学品等产品的制造。 连续式反应器 连续式搅拌槽反应器(英语:Continuously Stirred Tank Reactor,简称CSTR)连续式搅拌槽反应器,是一种广泛应用于化工生产中的反应器,其结构与一般批式反应器有些类似,但最主要的不同是反应器中的反应物与生成物都是连续的进入与输出。 平推流反应器 平推流反应器是指反应器内的物料流动满足塞流模型的反应器,塞流是描述流体的一种理想流动状态,将每一个截面视为一个单元,在每一单元中所有反应物初始浓度均相同,同时,所有的反应物料都假定沿着同一方向流动,而且没有返回混合的情况,另外,所有物料在反应器中的停留时间都相同,最终流出的物料转化率也一致,因此每一单元都可假设为一个微型的批式反应器,以整体来说,塞流反应器的性能,也类似于间歇式反应器。 依据塞流流动的定义,可得知塞流反应器应具有以下特点: 为连续式操作,所以在反应器的每一截面中,物料浓度不随时间改变。 反应器内的径向流动速度分布是均匀的,这是一种理想流动。因为在实际操作中,管内的流体无论是呈紊流或层流,其径向流速分布都是不均的。由此上述假设可推得塞流反应器中,物料浓度与反应速度在径向是均匀分布,仅沿着轴向逐渐变化。 在一般的化工生产中,管径较小、流速较快、长度较长的管式反应器或者固定床反应器通常会以塞流反应器模型来作设计。
3-1 在反应体积为3 1m 的间歇操作釜式反应器中,环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生成丙二醇 32232COHCHOHCH H →+O H COCHCH H 该反应对环氧丙烷为一级,反应温度下的速率常数为0.981 -h ,原料液中环 氧丙烷的浓度为 2.1kmol/3 m ,环氧丙烷的最终转化率为90%。若辅助时间为0.65h ,一天24h 连续生产,试求丙二醇的日产量为多少? 解 3223 2COHCHOHCH H →+O H COCHCH H ( A ) ( B ) 一级反应 h x k C C k t Af Af A 35.29 .011ln 98.0111ln 1ln 10=-=-== h m h m t t V v /3 1)65.035.2(13 300=+=+= 丙二醇日产量=Af A x C v 0024 = 天/12.159.01.23 124kmol =??? kmol k /g 76M B = 丙二醇日产量天/kg 2.111492.11576Q =?= 3-2一个含有A 和B 液体)/0.04mol c /10.0c (B00 L L mol A ==、 以体积流量2L/min 流入容积V R =10L 的全混流反应器,物料在最佳的条件下进行 反应A →2B+C 。已知由反应器流出的物料中含有A 、B 和C , L mol c Af /04.0=。试求:在反应器内条件下,A 、B 和C 的反应速率? 解 空时 min 5min /2100===L L v V R τ
min 5/)04.01.0(00L mol C C r r C C Af A Af Af Af A -= -= =-τ τ min /012.0?=L mol min)/(024.02?==L mol r r Af Bf min)/(012.0?==L mol r r Af Cf 3-3 一个液相反应: A+B →R+S 其中,min)/(71 ?=mol L k ,min)/(32?=mol L k 。 反应是在一个容积为120L 的稳态全混流反应器中进行的,两条加料线,一个保持2.8mol/L 反应物A 的加料浓度,另一个保持1.6mol/L 反应物B 的加料浓度,两条线分别以等体积速率进入反应器,要求指定组分转化率为75%。求每条线的加料流量?假设反应器内密度为常数。 解 S R 1k 2 k +??←+? →?B A 因B 的浓度低,所以为指定组分,两条线混合后两组份的浓度各降一半, 因此,有: %751x 0 0=- =-= B Bf B Bf B Bf c c c c c L mol c Bf /2.0= L mol X C C c Bf B A Af /8.075.08.04.100=?-=-= 因此, S R 1k 2 k +??←+? →?B A 出口 初始 1.4 0.8 0 0 L mol c Af /8.0= 反应掉 0.6 0.6 生成 0.6 0.6 L mol c Bf /2.0=
习题1-1:银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应: 2CH3OH+O2→2HCHO+2H2O 2CH3OH+3O2→2CO2+4H2O 进入反应器的原料中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:。反应后甲醇转化率为72%,甲醛的收率为%。试计算:(1)选择率;(2)出口组成。 解:(1) 69.2% 96.1% 72% Y S x === (2) 设原料中甲醇、空气、水蒸气的物质的量分别是2mol、4mol和.则生成甲醛所耗的甲醇的物质的量为2×= 副反应消耗的甲醇为:2×由反应计量方程式可知: n(H2O)=++2×=(mol) n(CO2)= ; n(HCHO)= n(CH3OH)=2×=(mol) n(O2)=4×(mol) n(N2等)=4×=(mol) 则总的物质量为n= +++++=(mol) y(CH3OH) ==% y(O2) ==% y(HCHO) ==% y(H2O) ==% y(CO2) ==%
y(N2) = =%
习题1—6:丁烯制丁二烯48462C H C H H +?,已知反应的步骤为 484848462 4646()()()()()()()()() A C H C H B C H C H H C C H C H +++??? (1)请分别导出(A )(C )为控制步骤的均匀吸附动力学方程。 (2)请分别导出(B )为控制步骤的均匀吸附动力学方程,若反应物和产物的吸附都很弱,问此时反应对丁烯是几级反应 解:记 A=C 4H 8 B=C 4H 6 C=H 2 (A) 为控制步骤: 00B C B C A A B C B C (1) 1(2) 11(3) (4) 1A A A A aA dA aA A dA A A A A B B A B B p p aA A dA A p A A B B p r r r k p k b p b p b p b p b p p p p p K p p K p p k p k b K r p p b b p K θθθθ*****--====,=++++,=-= ++ (C) 为控制步骤 0 0**A C B C A B C A C (1) 1(2) 11(3) (4) 1B B B dB aB dB B aB B B B A A B B A A B p B p A p dB B aB A p A A B r r r k k p b p b p b p b p b p K p p p K p p p K p k b k p p r K p b p b p θθθθ** *--====,=++++,=-=++ (B ) ''1A A B B c A A B c A A B B kb p k b p p r k k p b p b p θθ-=-=++ 的情况,当反应物和产物的吸附都很弱时,即11A A B B b p b p ++≈ 故'A A A B B c r kb p k b p p =- 可见,反应对于A 为一级。
化学反应工程综合复习 有答案 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】
化学反应工程模拟题答案 一、填空题: 1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础,其中“三传”是指质量传递、热量传递和 动量传递,“一反”是指反应动力学。 2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同,但通常温度升高有利于活化能高 的反应的选择性,反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。 3.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脉冲示踪 法和阶跃示踪法。 4.在均相反应动力学中,利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法 为积分法和微分法。 5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ,轴向扩散模型的唯一模 型参数为Pe(或Ez / uL)。 6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。 7.平推流反应器的E函数表达式为 , () 0, t t E t t t ?∞= ? =? ≠ ?? ,其无因次方差2θσ= 0 ,而 全混流反应器的无因次方差2θσ= 1 。 8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol hr ),该反应为 2 级反应。 9.对于反应22 A B R +→,各物质反应速率之间的关系为 (-r A):(-r B):r R= 1:2:2 。 10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反 应。 11.某反应的计量方程为A R S →+,则其反应速率表达式不能确定。
12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解,在67℃时转化50%需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒,该反应的活化能为×105 (J / mol ) 。 13.反应级数不可能(可能/不可能)大于3。 14.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反应 器的大小;而对于复合反应,选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率; 15.完全混合反应器(全混流反应器)内物料的温度和浓度均一,并且等于(大 于/小于/等于)反应器出口物料的温度和浓度。 二、多项选择题: 1.关于理想的间歇式反应器、平推流反应器和全混流反应器,下列描述正确的是 A, C, D A. 三者同为理想反应器,但理想的内涵是不同的; B. 理想的间歇式反应器和全混流反应器的理想的内涵是一样的,都是反应器内温度 和组成处处相同; C. 理想的间歇式反应器和全混流反应器的理想的内涵是不一样的,虽然都是反应器 内温度和组成处处相同,但前者随着时间的变化温度和组成可能都发生变化,而后者则不随时间变化; D. 平推流和全混流反应器都是连续流动式反应器,前者的返混为零,后者为无穷大2.关于积分法和微分法,认识正确的是 A, B A. 积分法和微分法是两种求取动力学参数的数据处理方法,前者对数据的精度要求 比后者低; B. 积分法不能处理动力学较为复杂的(反应物和产物不止一种、正反应和逆反应的 反应级数不同)可逆反应; C. 积分法得到的动力学参数比微分法可靠
第八章流-固相非催化反应 概述 流–固相非催化反应简称流–固相反应,是一类重要的化学反应,这类反应中有流体–气体或液体,有固体,可表示为: A(流体)+B(固体)→C(流体)+D(固体) 这是一个普遍式,实际反应按A、B、C、D物相组合方式具有多种类型,但其中的固体不是催化剂,而是反应物或者产物。 本章主要内容如下: 1.流–固相反应的分类及特点; 2.收缩未反应芯模型及总体速率; 3.流–固相反应器及计算。 第一节流–固相非催化反应的分类及特点 8-1 流–固相非催化反应的分类 流–固相反应可以分为气-固相反应和液–固相反应两大类。 一、气–固相非催化反应 气–固相反应可以分成五类。 1.A(固)→B(固)+C(气) 固体分解反应,是工业上制备金属氧化物的主要反应。 CaCO3(S)= CaO(S)+CO2(g) 2NaHCO3(S)= Na2CO3(S)+H2O(g)+CO2(g) 2.A(固)+B(气)→C(固) 金属的氧化、低价氧化物的氧化以及特殊固相产品的制备。 4Fe(S)+O2(g)= 2Fe2O3(S) CaC2(S)+N2(g)= CaCN2(S)+ C(S) 电石石灰氮
3.A(固)+B(气)→C(气) 固体气化反应,在化工生产中广泛应用,例如煤的燃烧和气化反应。 C(S)+ O2(g)= CO2(g) C(S)+ H2O(g)= CO(g)+ H2(g) 2C(S)+ O2(g)= 2CO(g) 4.A(固)+B(气)→C(固)+D(气) 这类反应在气–固相反应中最为普遍,广泛的涉及各个工业领域。 在冶金工业中,金属硫化物有矿石的氧化焙烧反应: 4FeS2(S)+11O2(g)=2Fe2O3(S)+8SO2(g) 2ZnS(S)+3O2(g)=2ZnO(S)+2SO2(g) 氧化锌脱硫反应: ZnO(S)+H2S(g)=ZnS(S)+H2O(g) 5.A(气)+B(气)=C(固)+D(气) 这类反应是制备超细材料的一种重要方法,例如: TiCl4(g)+O2(g)= TiO2(S)+2Cl2(g) TiCl4(g)+CH4(g)= TiC(S)+4HCl(g) TiC为高温陶瓷粉末。 二、液–固相非催化反应
初三化学课件精选 【《水的组成》】 一、说教材 1.教材分析 初中化学第三章“水氢”的内容可划分为两部分。第一部分为水和氢气,第二部分为原子结构知识的扩展。对于第一部分来说,教材 第一节以水是人类宝贵的自然资源为题,讨论了水与工农业生产等的 紧密关系,在学生了解了水污染产生的严重后果和防止水源污染的重 要意义之后,就应该对水作进一步理解,但教材只讲了水的物理性质 和水的组成,把水的化学性质分散到以后的其他章节中去,而把本节 重点放在分析水的组成。教材的编排还注重了新旧知识的内在联系, 本节是在学习了原子、分子、元素、单质、化合物等概念基础上编排的,所以,通过本节的学习,巩固和加深了这些知识。通过实验现象 引出的氢气,又为学习氢气的性质作出铺垫。 2.教学目标 ①知识目标:a、使学生了解水的物理性质;b、通过电解水的实验,使学生理解水是由氢、氧两种元素组成,了解水的化学式;c、通 过本节学习,使学生进一步理解分子、原子等概念及相互关系,并可 进一步理解化学变化的实质。 ②水平目标:a、培养学生的观察探究水平;b、培养学生宏观和 微观相结合的分析探究水平。 ③德育目标:a、通过电解水的实验对学生实行物质无限可分性 教育,培养实事求是的态度;b、通过观看相关水资源和水的污染的录像,增强环保意识。 3.教学重点、难点
①教学重点:电解水的实验和根据实验现象分析确定组成水的成 分元素。 ②教学难点:用分子、原子的知识解释电解水,即从宏观现象转 向微观分析。 二、说教学 使用现代教学媒体,创设情境,为学生提供丰富、生动、直观的 实验,激发学生学习的积极性和主动性。教学过程如下: 1.以问题导入新课,简洁明了在讲授新课前,通过计算机展示出 两个联系实际的问题,然后进入新课。 2.归纳出水的物理性质展示一杯水,培养学生从观察中发现问题,学生结合教材探究出水的物理性质。 3.分析实验现象,探究水的组成,实行微观解释(这是本节课的 重点和难点)课件展示出一组富有探究性的问题,引出水的组成这个重 要知识点。所以,作好演示实验尤其关键(展示实验),书第48页,这 是未改进的演示实验,实验效果不直观,效果不好;这是改进后的实验,使实验效果更清晰、更直观,更便于学生主动根据实验实行探究。学 生通过实验探究出水的电解产物——氧气和氢气,然后学生根据化学 反应前后元素的种类不变也很容易探究出水是由氢、氧两种元素组成,水属于化合物,重点知识得以解决。 (展示课件)分析了水的组成后,接着展示电解水的微观解释图片,将微观过程实行宏观模拟,从讨论中发现,问题得到解决,进一步理 解化学变化的实质,难点也得以突破。 4.课堂练习巩固,达标检测 5.观看录相:相关水资源及其污染 三、说教法和学法
化学反应工程课程设计题目年产80000t乙酸乙酯间歇釜式反应器设计系别化学与化工学院 专业应用化学 学生姓名 学号年级 指导教师职称副教授 2013 年 6 月20 日
一、设计任务书及要求 1.1设计题目 80000t/y 乙酸乙酯反应用间歇釜式反应器设计 1.2设计任务及条件 (1)反应方程式: ) ()()()(2523523S O H R H C O O C CH B OH H C A COOH CH +?+ (2)原料中反应组分的质量比:A :B :S=1:2:1.35。 (3)反应液的密度为1020kg/3m ,并假设在反应过程中不变。C 100?时被搅拌液体物料的物性参数为: 比热容为13.124-??=K mol J C p ,导热系数()C m W ??=/325.0λ,黏度 s Pa .101.54-?=μ。 (4)生产能力:80000t/y 乙酸乙酯,年生产8000小时,,每小时生产10t,乙酸的转化率为40℅。每批装料、卸料及清洗等辅助操作时间为1h 。 (5)反应在100℃下等温操作,其反应速率方程如下: ()K c c c c k r S R B A A /1-= 100℃时,min)./(1076.441mol L k -?=,平衡常数K =2.92。反应器填充系数可取0.70-0.85。乙酸乙酯相对分子质量88;乙酸相对分子质量60;乙醇相对分子质量46;水相对分子质量18。 (6)最大操作压力为10.4P MPa =。加热的方式为用夹套内的水蒸汽进行电加热。 1.3设计内容 1、物料衡算及热量衡算; 2、反应器体积计算及高径比、直径等参数确定; 3、反应搅拌器设计;