22 在反应体积为 1 m3 的釜式反应器中,环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生 产丙二醇 -1 ,2: 该反应对环氧丙烷为一级,反应温度下反应速率常数等于,原料液中环氧丙烷 的浓度为 m3, 环氧丙烷的最终转化率为 90%。(1)若采用间歇操作,辅助时间为 ,则丙二醇 -1 ,2的日产量是多少? (2)有人建议改在定态下连续操作,其余条件不变,则丙二醇 -1 ,2 的日产量又是多少?(3)为什么这两种操作方式的产量会有不同? 解:( 1) ( 1) 一级不可逆反应: 所以 Q0=h 丙二醇的浓度 = 丙二醇的产量 =(2) 采用定态下连续操作 所以 Q0=h丙二醇的产量 =( 3)因连续釜在低的反应物浓度下操作,反映速率慢,故产量低3.23 根据习题所规定的反应和数据,并假定反应过程中溶液密度恒定且 等于 1.02g/cm 3,平均热容为 ,忽略反应热随温度的变化, 且为-2231kJ/kg 乌洛托 品,反应物料入口温度为 25℃。问:( 1) ( 1) 绝热温升是多少?若采用绝热操作能否使转化率达到 80%?操作温度为多少?( 2) ( 2) 在 100℃下等温操作,换热速率为多少? 解:(1)绝热升温: 由物料衡算式(见解答) : 由热量衡算式得: T=298+。 联立求解可得: XA=>, T= 可见,绝热操作时转化率可以达到 80%。(2)T0=298K,在 T=373K下等温操作,由物料衡算式可求出转化率:所以有: XA=由()式可得物系与环境交换的热量:由上式知 TC>T,说明应向反应器供热3.24 某车间采用连续釜式反应器进行已二酸和已二醇的缩聚反应,以生 产醇酸树酯。在正常操作条件下(反应速度,进出口流量等) ,已二酸的转化率 可达 80%。某班从分析知,转化率下降到 70%,检查发现釜底料液出口法兰处漏 料,经抢修后,温度流量均保持正常操作条件。但转化率仍不能提高,试分析 其原因。如何使转化率提高到 80%? 解:根据上述情况,可能是反应器的搅拌系统有些问题,导致反应器内部存在 死区或部分物料走了短路,这些均可导致反应器的效率降低,从而使转化率下 降。

. 22 在反应体积为 1 m3 的釜式反应器中,环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生 产丙二醇 -1 ,2: 该反应对环氧丙烷为一级,反应温度下反应速率常数等于,原料液中环氧丙烷 的浓度为 m3, 环氧丙烷的最终转化率为 90%。

(1)若采用间歇操作,辅助时间为 ,则丙二醇 -1 ,2的日产量是多少? (2)有人建议改在定态下连续操作,其余条件不变,则丙二醇 -1 ,2 的日产量

又是多少?

(3)为什么这两种操作方式的产量会有不同? 解:

( 1) ( 1) 一级不可逆反应: 所以 Q0=h 丙二醇的浓度 = 丙二醇的产量 =

(2) 采用定态下连续操作 所以 Q0=h

丙二醇的产量 =

( 3)因连续釜在低的反应物浓度下操作,反映速率慢,故产量低

3.23 根据习题所规定的反应和数据,并假定反应过程中溶液密度恒定且 等于 1.02g/cm 3,平均热容为 ,忽略反应热随温度的变化, 且为-2231kJ/kg 乌洛托 品,反应物料入口温度为 25℃。问:

( 1) ( 1) 绝热温升是多少?若采用绝热操作能否使转化率达到 80%?操作

温度为多少?

( 2) ( 2) 在 100℃下等温操作,换热速率为多少? 解:

(1)绝热升温: 由物料衡算式(见解答) : 由热量衡算式得: T=298+。 联立求解可得: XA=>, T= 可见,绝热操作时转化率可以达到 80%。

(2)T0=298K,在 T=373K下等温操作,由物料衡算式可求出转化率:

所以有: XA=

由()式可得物系与环境交换的热量:

由上式知 TC>T,说明应向反应器供热

3.24 某车间采用连续釜式反应器进行已二酸和已二醇的缩聚反应,以生 产醇酸树酯。在正常操作条件下(反应速度,进出口流量等) ,已二酸的转化率 可达 80%。某班从分析知,转化率下降到 70%,检查发现釜底料液出口法兰处漏 料,经抢修后,温度流量均保持正常操作条件。但转化率仍不能提高,试分析 其原因。如何使转化率提高到 80%? 解:根据上述情况,可能是反应器的搅拌系统有些问题,导致反应器内部存在 死区或部分物料走了短路,这些均可导致反应器的效率降低,从而使转化率下 降。