釜式反应器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的浓 度均为 l ,反应速率常数等于。要求最终转化率达到 95%。试问:3(1) (1) 当反应器的反应体积为 1m3 时,需要多长的反应时间? ( 2) ( 2) 若反应器的反应体积为 2m3，,所需的反应时间又是多少? 解:(1)(2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关,所以反应时间仍为拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应:以生产乙二醇,产量为 20 ㎏/h ,使用 15%(重量)的 NaHC3O水溶液及 30%(重 量)的氯乙醇水溶液作原料,反应器装料中氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为 1:1,混合液的比重为。该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级,在反应温度下反应速 率常数等于,要求转化率达到 95%。( 1) ( 1) 若辅助时间为,试计算反应器的有效体积;( 2) ( 2) 若装填系数取,试计算反应器的实际体积。 解:氯乙醇,碳酸氢钠,和乙二醇的分子量分别为 ,84 和 62kg/kmol, 每小时产 乙二醇: 20/62= kmol/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) ( 2) 反应器的实际体积:丙酸钠与盐酸的反应: 为二级可逆反应 (对丙酸钠和盐酸均为一级) ,在实验室中用间歇反应器于 50℃ 等温下进行该反应的实验。 反应开始时两反应物的摩尔比为 1,为了确定反应进 行的程度,在不同的反应时间下取出 10ml 反应液用的 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， min10203050∝NaOH用量， ml现拟用与实验室反应条件相同的间歇反应器生产丙酸, 产量为 500kg/h ,且丙酸 钠的转化率要达到平衡转化率的 90%。试计算反应器的反应体积。假定( 1)原 料装入以及加热至反应温度( 50℃)所需的时间为 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。3.19 根据习题所规定的反应及给定数据,现拟把间歇操作改为连续操作。 试问:( 1) ( 1) 在操作条件均不变时,丙酸的产量是增加还是减少?为什么? (2)若丙酸钠的转换率和丙酸产量不变,所需空时为多少?能否直接应用中的动力学数据估算所需空时 ?( 3)若把单釜操作改变三釜串联,每釜平均停留时间为( 2)中单釜操作时平均停留时间的三分之一,试预测所能达到的转化率。

釜式反应器

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的浓 度均为 l ,反应速率常数等于。要求最终转化率达到 95%。试问:

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(1) (1) 当反应器的反应体积为 1m3 时,需要多长的反应时间? ( 2) ( 2) 若反应器的反应体积为 2m3，,所需的反应时间又是多少? 解:(1)

(2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关,所以反应时间仍为

拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应:

以生产乙二醇,产量为 20 ㎏/h ,使用 15%(重量)的 NaHC3O水溶液及 30%(重 量)的氯乙醇水溶液作原料,反应器装料中氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为 1:1,

混合液的比重为。该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级,在反应温度下反应速 率常数等于,要求转化率达到 95%。

( 1) ( 1) 若辅助时间为,试计算反应器的有效体积;

( 2) ( 2) 若装填系数取,试计算反应器的实际体积。 解:氯乙醇,碳酸氢钠,和乙二醇的分子量分别为 ,84 和 62kg/kmol, 每小时产 乙二醇: 20/62= kmol/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) ( 2) 反应器的实际体积:

丙酸钠与盐酸的反应: 为二级可逆反应 (对丙酸钠和盐酸均为一级) ,在实验室中用间歇反应器于 50℃ 等温下进行该反应的实验。 反应开始时两反应物的摩尔比为 1,为了确定反应进 行的程度,在不同的反应时间下取出 10ml 反应液用的 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， min

10

20

30

50

∝

NaOH用量， ml

现拟用与实验室反应条件相同的间歇反应器生产丙酸, 产量为 500kg/h ,且丙酸 钠的转化率要达到平衡转化率的 90%。试计算反应器的反应体积。假定( 1)原 料装入以及加热至反应温度( 50℃)所需的时间为 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。

3.19 根据习题所规定的反应及给定数据,现拟把间歇操作改为连续操作。 试问:

( 1) ( 1) 在操作条件均不变时,丙酸的产量是增加还是减少?为什么? (2)若丙酸钠的转换率和丙酸产量不变,所需空时为多少?能否直接应用中的

动力学数据估算所需空时 ?

( 3)若把单釜操作改变三釜串联,每釜平均停留时间为( 2)中单釜操作时平

均停留时间的三分之一,试预测所能达到的转化率。