化学反应工程.docx
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化学反应工程.docx
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化学反应工程
化学反应工程
(一)
一、基本概念
1.反应工程发展的四个阶段是什么?
各有什么特点?
2.反应工程主要解决哪三个问题?
3.反应工程研究问题的主要方法是什么?
二、计算题
1.在50℃时,气相反应A+B→R,在反应物A过剩的条件下,由实验测得半衰期与初始压力之间关系为:
初压,mmHg
半衰期,τmin
PA
PB
1
500
10
80
2
125
15
213
3
250
10
160
4
250
20
80
试确定动力学关系。
2.管道向河中排废水,排水管面积为0.2m2,管长为10km,排放为稳定流动,并全部充满管道。
发生多氯联苯泄漏事故,在出口测得浓度与时间的关系如下,试确定漏到河内多少kg有害物质?
3.在518℃,1atm条件下,在流动系统中,乙醛的气相分解反应为:
CH3CHO→CH4+CO。
实验方法如下:
将D内=3.3cm,L=80cm的石英反应釜放于恒温炉内,恒温炉保持温度为518℃。
放于烧瓶中的乙醛气化后,从一端送入反应器中,调节乙醛气化速度以控制乙醛进料的速度,在另一端分析生成产物组成如下:
流速,g/hr
分解分率
130
0.05
50
0.13
21
0.24
10.8
0.35
试求反应的动力学方程。
1.答案:
总反应动力学方程:
r=KPAPB2,K=2.5x10-5(mmHg)-2(min)-2
2.答案:
M=60kg
3.答案:
动力学方程:
K=0.33CA2,CA为乙醛的浓度
化学反应工程
(二)
一、基本概念
1.化学反应工程研究的内容与对象是什么?
2.化学动力学与化工动力学的区别是什么?
3.反应工程研究问题的主要方法是什么?
二、计算题
4.在50℃时,气相反应A+B→R,在反应物A过剩的条件下,由实验测得半衰期与初始压力之间关系为:
初压,mmHg
半衰期,τmin
PA
PB
1
500
10
80
2
125
15
213
3
250
10
160
4
250
20
80
试确定动力学关系。
5.管道向河中排废水,排水管面积为0.2m2,管长为10km,排放为稳定流动,并全部充满管道。
发生多氯联苯泄漏事故,在出口测得浓度与时间的关系如下,试确定漏到河内多少kg有害物质?
4.答案:
总反应动力学方程:
r=KPAPB2,K=2.5x10-5(mmHg)-2(min)-2
5.答案:
M=60kg
化学反应工程(三)
一、基本概念
1.化学反应工程研究对反应器的分类一般有几种?
2.一般反应工程所取的微元体应具有代表性,这些代表性指什么?
3.反应工程研究问题的主要方法是什么?
二、计算题
a)在50℃时,气相反应A+B→R,在反应物A过剩的条件下,由实验测得半衰期与初始压力之间关系为:
初压,mmHg
半衰期,τmin
PA
PB
1
500
10
80
2
125
15
213
3
250
10
160
4
250
20
80
试确定动力学关系。
b)管道向河中排废水,排水管面积为0.2m2,管长为10km,排放为稳定流动,并全部充满管道。
发生多氯联苯泄漏事故,在出口测得浓度与时间的关系如下,试确定漏到河内多少kg有害物质?
c)乙烷脱氢生产乙烯C2H6→C2H4+H2,在1.4atm,900℃条件下进行等温反应,通入乙烷的速度为20×103kg/hr,稀释所用水蒸汽和乙烷分子的比例为0.5:
1,反应的动力学关系符合一级反应规律:
r=KCA
其中:
CA—乙烷的浓度
K=1.353×1014exp(-35330/T)
T—绝对温度
试确定乙烷转化率为0.6时,反应器体积VR=?
a.答案:
总反应动力学方程:
r=KPAPB2,K=2.5x10-5(mmHg)-2(min)-2
b.答案:
M=60kg
c.答案:
VR=1730L
化学反应工程
(一)答案
一、基本概念:
1.答题要点:
经验放大、相似模拟、逐级放大与数模方法相结合、直接数模放大
2.答题要点:
确定传递参数和物性参数、建立数学模型、把微元体数学模型扩展到整个反应器
3.答题要点:
将实际问题规划为可代表全部特性的微元体,将微元体细化分步,细化部分与化学动力学结合,找出细化部分与周围传递关系,从而建立数学模型。
4.答题要点:
能量传递、热量传递、质量传递、平衡关系。
解决微元体步长之间的相互关系,为建立数学模型打下基础。
二、计算题
1.答案:
总反应动力学方程:
r=KPAPB2,K=2.5x10-5(mmHg)-2(min)-2
2.答案:
M=60kg
3.答案:
动力学方程:
K=0.33CA2,CA为乙醛的浓度
4.答案:
VR=1730L
化学反应工程
(二)答案
一、基本概念:
1.答题要点:
研究工程实际反应器存在的环境因素对反应过程的影响,从而设计可用的工业反应装置。
2.答题要点:
化学动力学是研究相对静止条件下的动力学规律。
化工动力学是研究相对动态条件下的动力学规律。
3.答题要点:
将实际问题规划为可代表全部特性的微元体,将微元体细化分步,细化部分与化学动力学结合,找出细化部分与周围传递关系,从而建立数学模型。
4.答题要点:
能量传递、热量传递、质量传递、平衡关系。
解决微元体步长之间的相互关系,为建立数学模型打下基础。
二、计算题
1.答案:
总反应动力学方程:
r=KPAPB2,K=2.5x10-5(mmHg)-2(min)-2
2.答案:
M=60kg
3.答案:
动力学方程:
K=0.33CA2,CA为乙醛的浓度
4.答案:
VR=1730L
化学反应工程(三)答案
一、基本概念:
1.答题要点:
均相反应器、非均相反应器、生化反应器等
2.答题要点:
尺寸、特征、关系、过程。
3.答题要点:
将实际问题规划为可代表全部特性的微元体,将微元体细化分步,细化部分与化学动力学结合,找出细化部分与周围传递关系,从而建立数学模型。
4.答题要点:
能量传递、热量传递、质量传递、平衡关系。
解决微元体步长之间的相互关系,为建立数学模型打下基础。
二、计算题
1.答案:
总反应动力学方程:
r=KPAPB2,K=2.5x10-5(mmHg)-2(min)-2
2.答案:
M=60kg
3.答案:
动力学方程:
K=0.33CA2,CA为乙醛的浓度
4.答案:
VR=1730L
化学反应工程(四)答案
一、基本概念:
1.答题要点:
不均匀性或分布(a)对反应器行为的影响,(b)对宏观反应结果的影响。
2.答题要点:
相似模拟法未能涉及因素之间的关系,
某个相似模拟法的结果,只能适用于建立该结果时实验所涉及的实验范围,当实际过程超过实验范围时,由于出现新的影响因素,结果往往不一样。
3.答题要点:
将实际问题规划为可代表全部特性的微元体,将微元体细化分步,细化部分与化学动力学结合,找出细化部分与周围传递关系,从而建立数学模型。
4.答题要点:
能量传递、热量传递、质量传递、平衡关系。
解决微元体步长之间的相互关系,为建立数学模型打下基础。
二、计算题
1.答案:
总反应动力学方程:
r=KPAPB2,K=2.5x10-5(mmHg)-2(min)-2
2.答案:
M=60kg
3.答案:
动力学方程:
K=0.33CA2,CA为乙醛的浓度
4.答案:
VR=1730L
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