第一章例题与习题解答例1每100 kg 乙烷（纯度100% ）在裂解器中裂解，产生45.8 kg 乙烯，乙烷的单程转化率为59% ，裂解气经分离后，所得到的产物气体中含有 4.1kg 乙烷，其余未反应的乙烷返回裂解器。

求乙烯的选择性、收率、总收率和乙烷的总转化率。

解：以 B 点的混合气体为计算基准进行计算即得到单程转化率和单程收率，而以对A点的新鲜气体为计算基准进行计算得到全程转化率和全程收率。

；新鲜原新鲜原料通过反应器一次所达到的转化率，单程转化率（反应器进口为基准）。

料进入反应系统起到离开系统止所达到的转化率，全程转化率（新鲜原料为基准）100 kg B 点进入裂解器的乙烷为。

现对 B 点进行计算，设循环E●分离器产品裂解器●●新鲜乙烷AB由于乙烷的单程转化率为59% ，则在裂解器中反应掉的原料乙烷量为H 100 0.59 59kgE 点乙烷的循环量Q 100 H4.1 100 59 4.1 36.9kgA 点补充的新鲜乙烷量为100 Q 100 36.9 63.1kgF乙烯的选择性为45.8/ 28 45.8/ 28 100% 83.172% 100% SH / 30 59 / 30乙烯的单程收率45.8/ 28 100% y49.07%30100 /乙烯的总收率（摩尔收率）45.8 / 28 45.8 / 28 100% 100% 77.77%Y63.1/ 30F / 30乙烯的总质量收率45.8 45.8 'Y100% 72.58%100%F63.1H 59 X＝100%＝乙烷的总转化率100%＝93.5%63.1 F例2精品资料工业上采用铜锌铝催化剂由一氧化碳和氢合成甲醇，其主副反应如下：2H CH OHCO32）HCO O CH 2（4 H O）2232 CH CO 3H H O 2424CO 8H O 3 HCH OH294 2CO H COOH 222由于化学平衡的限制，反应过程中一氧化碳不可能全部转化成甲醇。

为了提高原料的利用率，生产上采用循环操作，即将反应后的气体冷却，可凝组分分离为液体即为粗甲醇，不凝组分如氢及一氧化碳等部分放空，大部分经循环压缩机压缩后与原料气混合返回合成塔中。

下面是生产流程示意图。

合成冷凝分离原料气放空粗甲醇循环压缩原料气和冷凝分离后的气体中各组分的摩尔分数如下组成原料气冷凝分离后气体CO15.4926.8269.78H 68.250.82CO 1.4623.62CH 0.55410.29N 2.922粗甲醇中各组分的质量分数分别为（CH ）O 3.55% 、C H OH 1.1% 、、89.15% CH OH 9243 3H O 6.2% 。

在操作压力及温度下，其余组分均为不凝组分，但在冷却冷凝中可部分溶解于2精品资料粗甲醇中，对1kg 粗甲醇而言，其溶解量为CO 9.82g 、CO 9.38g 、H2.14g 、CH 2.14g 、 4 2 2N 5.38g 。

若循环气与原料气之比为7.2 （摩尔比），试计算：2）一氧化碳的单程转化率和全程转化率；）（1）甲醇的单程收率和全程收率。

2）（解：（1 ）设新鲜原料气进料流量为100kmol/h ，根据已知条件，计算进料原料气组成如下：y 摩尔质量组分(mol%)F(kmol/h)质量分率x % 质量流量kg/hi0i0i0CO 2826.82 26.8272.05 760.96136.5 H68.2513.1268.25 21.46CO 4464.24 1.46 6.164 2CH 160.84438.8 0.550.55 4N 81.76 282.92 2.927.844 2总计1001001042.26100xM yM 10.42kg / yM kmol yM/ ，进料的平均摩尔质量其中。

i i i i i imi经冷凝分离后的气体组成，亦即放空气体的组成如下：组分总计NCO CH HCO 222 4摩尔质量M 282844216i y摩尔分率15.49 69.78 0.82 3.62 10.29 100i其中冷凝分离后气体平均分子量为'MyM9.554i i m又设放空气体流量为A kmol/h ，粗甲醇的流量为作衡算得：B kg/h 。

对整个系统的N 25.38B / 28 1000 0.1029A 2.92（）1精品资料100 9.554AB 10.42＝（2）对整个系统所有物料进行衡算得：联立（1）与（2）两个方程，解之得：A ＝26.91 kmol/h,B=785.2 kg/h反应后产物中CO 摩尔流量为9.38B / 28 1000 4.431kmol / hA ＝0.1549 F COCO 的全程转化率为故FF26.82 4.431 .%x 8348COCO ,0COF.8226CO ,0由已知循环气与新鲜气之摩尔比，可得反应器进口处的CO 摩尔流量为：＝100 7.2 100 0.2682 'F 138.4kmol / h0.15490 co ,的单程转化率为所以COFF26.82 4.431 16.18%CO 0 CO , x' CO F '138.40 CO ,产物粗甲醇中所溶解的CO ，CO 、H、CH 和N 总量D 为2242（982 .）14 76 236 91 5..38.B.3624 ＝002848 ＝22 ..Bkg / h ＝D1000粗甲醇中甲醇的量为/ M (785.2 0.02848 B) 0.8915 / 32 21.25kmol / h D) x(B 甲m所以，甲醇的全程收率为25 21. 7924＝100%.%＝y 总8226.甲醇的单程收率为21.25 ＝15.36% 100%＝y 单138.4精品资料第二章例题习题与解答例1在进行一氧化碳变换反应动力学研究中，采用B106 催化剂进行试验，测得正反应活化能为9.629 ×104J/mol ，如果不考虑逆反应，在反应物料组成相同的情况下，试问反应温度为550 ℃时的速率比反应温度为400 ℃时的反应速率大多少倍？解：由题可知，反应条件除温度不同外，其它条件均同，而温度的影响表现在反应速率常数k上，故可利用反应速率常数之比来描述反应速率之比。

1 11 1) E / R() RTAEXP( E / kr) ( 96290 / 8.314e T e23 T500 550 550(倍)673 823550400krAEXP( )E / RT400400400例2下面是两个反应的T－X 关系图，图中AB 是平衡线，NP 是最佳温度曲线，AM 是等温线，HB 是等转化率线。

根据下面两图回答：NAAD DBBXXHHO FCR O CF REEPMMTT图1 图2（1））是可逆反应还是不可逆反应？（2））是放热反应还是吸热反应？精品资料（3））在等温线上，A 、D 、O、E 、M 点中，哪一点速率最大，哪一点速率最小？（4））、F 及在等转化率线上，、H、C、R OB 点中，哪一点速率最大，哪一点速率最小？（5 ）在C 、R 两点中，谁的速率大？）（6根据图中所给的十点，判断哪一点速率））最大？解：如下表所示。

图1图2（1）可逆反应）可逆反应（吸热反应2 ））放热反应（3）M 点速率最大，AA M 点速率最大，点速率最小点速）率最小（4）O 点速率最大，B 点速率最小H 点速率最大，B ）点速率最小（5）R 点速率大于C 点速率）C 点速率大于R 点速率需依据等速线的走向来判断H、M 点的点速率最M （6））大速率大小第三章例题习题与解答例1在一个恒容间歇反应器中进行下列液相反应：3R A B1.6c r.h) kmol/(m AR2 8.2cr2 AD3.h)kmol/(m A精品资料Drr式中分别表示产物R 和D 的生成速率。

反应用的原料为A 和B 的混合物，其中、AD R3，试计算：2kmol/m 的浓度为精品资料（1））A 的转化率达到95% 时所需要的反应时间。

（2）的转化率为95% 时，R的收率是多少?AD 的收率达70% ，能否办到若反应温度不变，要求?）（3改用全混流反应器操作，反应温度与原料组成均不变，保持空时与①情况的反应）（4A 的转化率能否达到时间相同，95%?A R的收率是95% 在全混反应器操作时，，其它条件不变，的转化率如仍要达到）（5多少?解：（1 ）反应物A 的消耗速率应为两反应速率之和，即2 1.6c (1 10.25c 2r1.6c 16.4c)rrAADARAA反应速率：可写出此条件下Adc－A1.6c(1 10.25c) A A dt分离变量，积分可得：1 x )(1 cA25 10.A110.25c A0 )dc 11 6 t.ln[ln() x]( AA c2510c.11AAc 1A01025c .0A代入相关数值，可得：t 0.6463/1.6 0.4038h注意：体系中物质浓度影响不同反应的反应速率时，是同时作用的；多个反应存在时，关键反应组分的反应速率是几个反应分支的反应速率叠加。

精品资料）2（dC dC 1.6C dC1R ) /( ( AAR 2)S1 10.25Cdt dt RdC 16.4C 1.6C A AAA2(1 0.10.95))xC C (1 A AA 0C0.1A dC SC A dC 3= 0.2305kmol/mRRA1 10.25C C A2A03）（32.8 (1 x ) 8.2C 2 A A S D34.4 32.8 1.6 16.4C x AAx 0.95A f) x 32.8(1 A dx YS0.8348 dx> 0.7AD DA 34.4 32.8 x A0表明 D 的收率能达到70% 。

（4）t 0.4038h，则有：对全混流反应器，若CC AA 0 0.4038 =2 16.4C1.6C AAC 得，= 0.4433ACC x 则，A A00.7784 < 0.95A C 0A说明该条件下转化率达不到95% 。

（5）x对全混流反应器，若0.95 ，则R 的收率为:Ax0.95x Af0.4 6 9 YS1 AffR0.95)2(1 10.25 1 )(1 10.25C x1 Af 0 A精品资料思考：针对（3 ）、（4 ）改成平推流反应器时，其结果又如何？例2在等温间歇釜式反应器中进行下列液相反应 3 2ckmol / (mh)rP, A BAp2 32 A Q, r 0.5c kmol / ( mh) AQ3m2kmol/ B 的浓度等于反应开始时A 和3h 时A 的，目的产物为P，试计算反应时间为转化率和P 的收率。