聚合反应工程习题

2019-09-02 19:29

1、有一反应是在间歇反应器中进行,经过8 min后,反应物转化掉 80%,经过18 min后转化掉90%,求表达此反应的动力学方程? 2、求气相反应2A→B中反应物消失的一级速率常数?(设P不变, 原始气体中含0.8的A,3分钟后反应混合物的体积减少20%)。 3、 在一等温操作的间歇反应器中进行某一级液相反应,13min后 反应物A转化了70%,今若把此反应移至平推流反应器和全混流式反应器中进行,要达到相同的转化率各需要多少时间?

(?rA)?kCA,4、在间歇反应器中进行一均相二级反应A+B→产物,

2已知k?2.0lkmol.min,CA0?0.008kmoll,转化率xA?80%,处理原料A量为FA0?1.6kmolh,每釜辅助时间为0.85 h,装料系数φ=0.8,求反应釜的体积?

5、反应A+B→R+S,已知VR=1 升 ,(?rA)?kCA0CB0,

k?100lv0?0.5lmol.min,物料进料流率为:

min,CA0?CB0?0.05mol,请计算:(1)、在平推流反应器中l进行,出口转化率是多少?(2)、用全混流反应器得到相同的出口转化率,反应器的体积为多少?(3)、若全混流反应器体积VR=1 l,可以达到的转化率是多少?

6、分子量分别为1.0×104和1.0×105的两种聚合物以同样重量混 合后,其数均分子量和重均分子量各为多少?若以同样分子数混合,其结果又如何?

7、在直径为1.2 m ,液深为2.0 m ,内装4块档板(W/T=0.1) 的反应釜内,有一物料比重为1.3 ,粘度为13 cp ,今用一只三叶螺旋桨(D=0.4m)搅拌,N=300 rpm ,计算搅拌轴的功率?(已知N Re <75000时,φ=0.45 ,NRe >75000时,φ=0.32)

1

8、计算六叶圆盘直液透平(尺寸符合标准)所需要的搅拌功率? (已知D=0.5m,透平离底高度C=0.5m,转速N=1.67 rps,液高H=1.5m,无挡板,ρ=950 kg/m3η=0.2 Ns/m2)。

9、己二酸与己二醇等摩尔比,在700℃时反应生产醇酸树脂,以

H2SO4为催化剂,实验测得反应动力学方程式为 :

2k=1.97 rA?kCAkmoll?min,

lkmol?min ,CA0=0.004 kmoll , rA为

己二酸组分的反应速率。若每小时处理己二酸171 lh ,若分别在平推流和理想混合流反应器中进行此反应,计算:反应器体积? 10、苯乙烯的溶液聚合反应是以引发剂引发,双基终止所组成的典 型的自由基聚合反应,试证明其聚合动力学方程式可表示为:

r??d?M??k?M?0(1?x)其中,k为常数,?M?0为单体苯乙烯的初始浓

dt度,x为转化率。

nm 11、连续全混釜物料衡算式?M?0??M??rt,r?k?C??M? 其中

n=1,m=2,请推导转化率与反应时间的关系式:

1?(1?4k?C??M?0t)12 x?1?

2k?C??M?0t12、请推导引发剂引发,双基终止,无链转移的自由基聚合反应,在稳态假设成立时,间歇聚合的时间-转化率关系:

x?1?exp?kp(2fkd?I?/kt??12t

其中:kd ,kp , kt 分别为引发剂分解速率常数,增长速率常数,终 止速率常数,?I?为引发剂浓度,f为引发效率。

13、请推导引发剂引发,无终止,间歇操作的聚合反应,稳态假设不成立时,活性链浓度与转化率?P??~x的关系:

2

?P?????4kdf?I?ln(1?x)kp?12,其中kd,kp分别为引发剂分解速率

常数和增长速率常数,?I?为引发剂浓度,f为引发效率。

14、请推导双分子热引发,双基终止,稳态假设成立时,活性链浓 度与转化率的关系:?P???(kikt)12?M?0(1?x),(其中ki为引发速率常数,kt为终止速率常数,?M?0为单体初始浓度)。

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