结构推理
在同一温度下,两CSTR反应器均稳定发生一级液相反应,其中一个反应器容积是另一个的2倍。进料按一定比例分配到两反应器中,使总转化率达到最大值0.7。假定总进料流量保持不变而小反应器因维修停止进料,试求此时大反应器的转化率。
【正确答案】解:如图 (a)所示,当流量分配正比于反应器体积时,两个反应器停留时间相同,出口浓度相同,此时总转化率最大。
证明如下:设小反应器的流量为,大反应器为,则小反应器出口浓度为
大反应器出口浓度为
则混合后总浓度为
对上式右边求x导数,并令导数等于0,解得。所以进入小、大反应器的流量分别为和时,总转化率最大。
对于图 (a)中所示反应,有
变形得
解得
对于图 (b)中所示反应,有
变形得
所以大反应器的转化率为
【答案解析】