结构推理
苯醌与环戊二烯的液相加成反应为:
在25 ℃下,该反应的动力学方程为(-rA)=kcAcB,k=9.92×10-3 m3·kmol-1·s-1。该反应在全混流反应器中进行,液体进料流量为2.78×10-4 m3·s-1,苯醌和环戊二烯的起始浓度分别为0.06 kmol·m-3和0.12 kmol·m-3。若要求苯醌的转化率为90%,试求:
(1)全混流反应器的有效体积;
(2)若将环戊二烯的起始浓度也改为0.06 kmol·m-3,其余条件不变,全混流反应器的有效容积为多少?
(3)讨论浓度变化对反应器容积的影响。
【正确答案】(1)对于全混流反应器,空间时间和反应体积V为:
=
==1.38×104 s
V=qV ,0=2.78×10-4×1.38×104=3.84 m3
(2)当B的起始浓度改变时,空间时间和反应体积V为:
==
=1.51×105 s
V=qV ,0=2.78×10-4×1.51×105 =42.0 m3
(3)讨论:
(2)比(1)反应器有效容积大得多,说明使用过量的环二戊烯可较大幅度降低所需的反应器有效容积。
【答案解析】