3釜式反应器3、1在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应:该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠得浓度均为0、02mol/l,反应速率常数等于5、6l/mol、min。要求最终转化率达到95%。试问:(1)当反应器得反应体积为1m3时,需要多长得反应时间？(2)若反应器得反应体积为2m3,,所需得反应时间又就是多少？解:(1)(2)因为间歇反应器得反应时间与反应器得大小无关,所以反应时间仍为2、83h。3、2拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇得皂化反应:以生产乙二醇,产量为20㎏/h,使用15%(重量)得NaHCO3水溶液及30%(重量)得氯乙醇水溶液作原料,反应器装料中氯乙醇与碳酸氢钠得摩尔比为1:1,混合液得比重为1、02。该反应对氯乙醇与碳酸氢钠均为一级,在反应温度下反应速率常数等于5、2l/mol、h,要求转化率达到95%。(1)若辅助时间为0、5h,试计算反应器得有效体积;(2)若装填系数取0、75,试计算反应器得实际体积。解:氯乙醇,碳酸氢钠,与乙二醇得分子量分别为80、5,84与62kg/kmol,每小时产乙二醇:20/62=0、3226kmol/h每小时需氯乙醇:每小时需碳酸氢钠:原料体积流量:氯乙醇初始浓度:反应时间:反应体积:(2)反应器得实际体积:3、3丙酸钠与盐酸得反应:为二级可逆反应(对丙酸钠与盐酸均为一级),在实验室中用间歇反应器于50℃等温下进行该反应得实验。反应开始时两反应物得摩尔比为1,为了确定反应进行得程度,在不同得反应时间下取出10ml反应液用0、515N得NaOH溶液滴定,以确定未反应盐酸浓度。不同反应时间下,NaOH溶液用量如下表所示:时间,min010203050∝NaOH用量,ml52、232、123、518、914、410、5现拟用与实验室反应条件相同得间歇反应器生产丙酸,产量为500kg/h,且丙酸钠得转化率要达到平衡转化率得90%。试计算反应器得反应体积。假定(1)原料装入以及加热至反应温度(50℃)所需得时间为20min,且在加热过程中不进行反应;(2)卸料及清洗时间为10min;(3)反应过程中反应物密度恒定。解:用A,B,R,S分别表示反应方程式中得四种物质,利用当量关系可求出任一时刻盐酸得浓度(也就就是丙酸钠得浓度,因为其计量比与投量比均为1:1)为:于就是可求出A得平衡转化率:现以丙酸浓度对时间作图:由上图,当CA=0、0515×14、7mol/l时,所对应得反应时间为48min。由于在同样条件下,间歇反应器得反应时间与反应器得大小无关,所以该生产规模反应器得反应时间也就是48min。丙酸得产量为:500kg/h=112、6mol/min。所需丙酸钠得量为:112、6/0、72=156、4mol/min。原料处理量为:反应器体积:实际反应体积:3、4在间歇反应器中,在绝热条件下进行液相反应:其反应速率方程为:式中组分A及B得浓度CA及CB以kmol/m3为单位,温度T得单位为K。该反应得热效应等于-4000kJ/kmol。反应开始时溶液不含R,组分A与B得浓度均等于0、04kmol/m3,反应混合物得平均热容按4、102kJ/m3、K计算。反应开始时反应混合物得温度为50℃。(1)试计算A得转化率达85%时所需得反应时间及此时得反应温度。(2)如果要求全部反应物都转化为产物R,就是否可能？为什么？解:(1)(由数值积分得出)(2)若A全部转化为R,即XA=1、0,则由上面得积分式知,t→∝,这显然就是不可能得。3、5在间歇反应器中进行液相反应:A得初始浓度为0、1kmol/m3,C,D得初始浓度为零,B过量,反应时间为t1时,CA=0、055kmol/m3,CC=0、038kmol/m3,而反应时间为t2时,CA=0、01kmol/m3,CC=0、042kmol/m3,试求:k2/k1;产物C得最大浓度;对应C得最大浓度时A得转化率。解:(1)因为B过量,所以:恒容时:(A)(B)(B)式除以(A)式得:解此微分方程得:(C)将t1,CA,CC及t2,CA,CC数据代入(C)式化简得:解之得:(2)先求出最大转化率:(3)产物C得最大收率:产物C得最大浓度:3、6在等温间歇反应器中进行液相反应初始得反应物料中不含A2与A3,A1得浓度为2mol/l,在反应温度下k1=4、0min-1,k2=3、6min-1,k3=1、5min-1。试求:(1)反应时间为1、0min时,反应物系得组成。(2)反应时间无限延长时,反应物系得组成。(3)将上述反应改为反应时间无限延长时,反应物系得组