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PFR与间歇反应器的比较 在容积为2.5m3的理想间歇反应器中进行液相反应 A＋B→P 反应维持在75℃等温操作 实

大学 反应,反应器,反应物 已帮助 人

PFR与间歇反应器的比较

  在容积为2.5m3的理想间歇反应器中进行液相反应

  A+B→P

  反应维持在75℃等温操作，实验测得反应速率方程式为

  (-rA)=kcAcBkmol/(L·s)

  k=2.78×10-3L/(mol·s)，当反应物A和B的初始浓度cA0=cB0=4mol/L，而A的转化率xA=0.8时，该间歇反应器平均每分钟可处理0.684kmol的反应物A。今若将反应移到一个管径为125mm的理想管式反应器中进行，仍维持75℃等温操作，且处理量和所要求转化率相同，求所需反应器的管长。

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答案解析

难度★★☆ 搜索

  • 由于cA0=cB0，且是等摩尔反应，所以反应速率方程式为

    此反应在理想间歇反应器中达到要求转化率所需反应时间为

    此反应时间应等于理想管式反应器中的空时，即τ=6min。
    令FA0为摩尔进料流率，按题意可知
    FA0=0.684kmol/min
    υ0cA0=FA0
    反应器体积VR
    VR=υ0τ=171×6=1026L
    管长
    可见，达到相同转化率，PFR体积要比间歇反应器小，这是因为PFR反应器不存在辅助时间，从这一点讲，连续操作的PFR比间歇反应器要好。