- 締切済み
反応工学の問題、反応器における空間時間の求め方
A＋B→３Cで表わされる気相反応を管型、連続槽型反応器でそれぞれ行った。 反応温度は４９３K、圧力は５atm、でAとBは量論比で供給される。 反応速度は次に示すようにAno反応率の関数としてあたえられている。 反応率が８０％を得るための空間時間を求めなさい。 反応率ｘ 【-】 ０ ０．１ ０．２ ０．３ ０．４ ０．５ ０．６ ０．８ ０.８５ －r 【mol/m^3・s】 ２７ ２６ ２５ ２３ ２０ １７ １３ ６ ５ （反応率０の時－ｒは２７で、反応率０．１の時２６・・・反応率０．８の時－ｒは６） 僕は以下のところまで考えました。 条件から非定容 圧力、温度、 を変換して計算すると 初濃度 CA0＝６１．８ mol/m^3 非定容の連続槽型反応器では τ＝CA0・（x/－ｒ） なので ｘ＝０．８ －ｒ=６ CA0=６１．８ を代入すると τ＝８．２４ 【ｓ】 非定容の管型では τ＝CA0・∫０からｘ ｄｘ/－ｒ なので CA0＝６１．８ ｘ＝０．８ －r＝６を代入すると τ＝８．２４？？？？？？ という感じで管型の方がよくわかりません。 答えはあるのですが、数字のみなので困っています。 連続槽型反応器の方はあってるのですが、 管型が全く違います。 よろしくお願いします。
- yamada_out
- お礼率0% (0/1)
- 化学
- 回答数1
- ありがとう数0
- みんなの回答 （1）
- 専門家の回答
みんなの回答
- gohtraw
- ベストアンサー率54% (1630/2966)
連続槽型と管型の結果が同じになっているということですね。 連続槽型では反応器内が均一な組成であることを前提とし、原料が入った瞬間に反応率８０％になる と考えています。管型も同じ結果になるということは、管型でも反応器内の組成が均一だという前提 をおいてしまっているということです。実際には反応器入口付近では反応率はほぼゼロ、出口付近で ８０％となるわけですから、一律に －ｒ＝６ という数値は使えないはずです。
関連するQ&A
- 化学工学気相反応のPFRの問題です。
Ａ→Ｃ+Ｄ、r=kＣA、k=0.240気相反応を常圧で操作される管型反応器を用いて300℃で行った。 yA0=0.600、v0=0.400m^3/sで原料を供給し、成分Ｃを3mol/sで生産する。（成分Ａの濃度は理想期待の法則を用いて求めよ）。 a、必要な反応率を求めよ。 この問題で Ｆc=ＦA0-ＦA =xA×ＦA0 xA=Ｆc/ＦA0 となるのはわかるのですが、どうやって圧力がわからないのにＦA0を求めればよいのでしょうか？
- 締切済み
- 化学
- 反応工学の問題で・・・。
反応工学の問題で・・・。 液相不可逆反応Ａ＋Ｂ→Ｒにおいて、生成物Ｒは反応物ＡとＢの濃度に比例する速度で生成し速度定数はｋ＝２７３×１０＾-4ｍ＾3/mol・ｓである。容積0.127ｍ＾3のＣＴＳRを用いてＡおよびＢを含む溶液を各々1.57×10＾‐5ｍ＾2/ｓ、4.69×10＾‐5ｍ＾2/ｓで別々に送入し、その濃度は35.2mol/ｍ＾3、23.8mol/m^3である。Ａ、Ｂ、Ｒの出口の濃度を求めよ。 まったくわからないので丁寧に解説していただけると幸いです。
- ベストアンサー
- 化学
- 反応速度の問題です・・・。
この問題を教えて下さい。 ２Ａ＋Ｂ→Ｒなる定密度系として進行する均一液相反応の速度が、ある一定温度において次のように与えられている。 －ｒＡ＝ｋＣAＣB mol・ｍ^-3・min^-1 ここで、速度定数はｋ＝５.０×１０^-5であり、ＣA,ＣBの単位はmol・ｍ^-3と表される。この反応を連続操作の反応装置を用いて進行させ、成分Ａの変化率ｘＡ＝０.７０を得たい。ただし、原料供給速度はＦｖ＝２.５×１０^-2 ｍ^3・min^-1、原料液組成はＣA0＝２.０×１０^3 mol・ｍ-3、ＣB0＝６.０×１０^3 mol・ｍ^-3 である。 １）与えられた速度式を成分Ａの変化率ｘＡの関数として表し、ｘＡ＝０.７０での反応速度の値を求めよ。 ２）この反応を完全混合流れ反応槽内で進行させるとき、その操作式を示して、必要な反応槽体積Ｖｃ[ｍ^３]を求めよ。ただし、反応液体の槽内平均滞留時間はθ[min]とする。 ３）この反応を押し出し流れ反応装置で行なうとき、その操作式の積分形を誘導し、必要な反応層体積Ｖｐ[ｍ^3]を求めよ。ただし、装置内の反応液体の滞留時間はθ[min]とする。
- ベストアンサー
- 化学
- 反応工学の質問です。
反応工学の質問です。 物質Aの脱水素反応を行ない、反応器出口のガスの温度変化を計算するとします。 このとき、反応器の入り口でのAの流量(mol/h)が変化しても、転化率が同じなら反応器出口の温度変化は一定になるのでしょうか？ イメージでは流量(mol/h)が変化すれば出口の温度上昇にも影響が出ると思ったのですが、計算結果から流量(mol/h)を変化させても出口温度は変化しないと出たので質問させていただきました。 これは、反応物が反応することで温度変化が起こるが、反応物の流量に比例して生成物もできるため、脱水素反応時に発生あるいは消失する熱量と生成物の生成に使われる熱量がバランスするため、転化率が同じなら温度上昇は入り口流量によらないという理解で正しいでしょうか？ ご指導ご鞭撻のほどよろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- 化学工学(連続槽型反応器)の問題
液相で A + B → R の不可逆反応において生成物Rは反応物AとBの濃度に比例する反応速度で生成する。その速度定数は k=6.42*10^(-5)[m^3/mol・s]である。 いま、容積V=0.214 [m^3] の単段CSTRを用い成分Aおよび成分Bを含む溶液をそれぞれ vAo=1.36*10^(-5) [m^3/s]、 vBo=2.73*10^(-5) [m^3/s] で別々に送入し、その濃度は CAo=25.8 [mol/m^3]、CBo=33.2 [mol/m^3]である。反応率XAおよびA、B、Rの出口濃度を求めよ。 上記の問題は、二次反応なので vAo*CAo - vCA = kCA*CB τ= V/v = XA/{kCAo(1-XA)^2} とゆう関係が成立すると思うのですが、この場合出口速度v=vAo として計算してもかまいませんか？ また計算の結果、 XA/(1-XA)^2 = 7.97*10^(-6) となったのですが、ここからXAについて解くにはどうすればよいでしょうか。
- 締切済み
- 化学
- 反応工学の問題
物質Ａの分解反応の速度を二つの槽型反応器（完全混合）を直列に連結して測定した。第一槽の容積は5×10^-4[m3]、第2層の容積は1×10^-3[m3]である。 定常状態において、原料溶液の体積流量は5×１０＾-4[m3/min]。 物質Ａの濃度は1000[mol/m3]であり、、さらに第一槽、第二層の出口における物質Ａの濃度はそれぞれ500[mol/m3]および250[mol/m3]であった。 ｋ＝0.002[min^-1]とする。 これに第３層を設置しＡの濃度を125[mol/m^3]まで減少したい。この時の必要な第３層の容積を求めよ という問題です。ややこしいかもしれあせんが回答してくださる方お願いします。
- ベストアンサー
- 化学
- 反応速度式の問題で
この問題ですが、どう解けば良いのか教えて下さい。 回分操作の装置で進行する均一液相反応Ａ＋Ｂ→Ｒ＋Ｓ のある一定温度における反応速度－ｒAが次のように表されている。 －ｒA＝ｋＣAＣB mol・dm-3・min-1 ここで、ｋは速度定数であり、ＣA[mol・dm-3]およびＣB[mol・dm-3]は それぞれ成分Ａ，Ｂの温度である。 また、それぞれの初濃度ＣA0[mol・dm-3]は既知とする。 ただし、定密度系が仮定できるとする。 １．与えられた反応速度式を成分Ａの濃度ＣAのみの関数として示せ。 ２．この反応速度式は微分法によって得られたとして、 積分法により速度定数ｋの値を求めたい。 ｋを成分Ａの濃度ＣAと反応時間θ[min]の関数で表せ。 回分操作の基礎式は ｄＣA／ｄθ＝ｒA です。
- ベストアンサー
- 化学
- 反応速度論
次の問題が分かりません．誰か教えてください． 次式で表される複合反応を，体積が１ｍ＾３の連続槽型反応器で行う．Ｒが希望成分で，Ｓは副生成分である．反応原料はＡのみからなり，その濃度はＣA0＝5000 Ａ→Ｒ， ｒ1＝ｋ1ＣA ， ｋ1＝4h＾-1 Ａ→Ｓ， ｒ2＝ｋ2ＣA ， ｋ2＝1h＾-1 ｍol・m＾-3であって，その価格は200円・mol＾－１である．製品Ｒは2000円・mol＾－１で売れる．反応器と分離装置の操作費は（5000＋200ＦA0）〔円・h＾-1〕である．ここでＦA0はＡの物質量流量〔mol・h＾-1〕である．Ｓは有害物質であって，安全な物質に転換する費用として300円・mol＾－１が必要である．利益を最大にする供給原料の反応器入口での体積流量ｖとＡの反応率ｘAならびに１時間当たりの利益Ｐを求めよ．ただし，未反応のＡは分離装置によって全て回収して，反応器入口にリサイクルする．
- ベストアンサー
- 化学
- 大至急お願いします！熱力学の問題がわかりまん
問題）温度、圧力可変の容器を用いて、温度、圧力を測定すると、ある純液体A(分子量83ｇ/mol)の蒸気圧は368Kで760Torrであった。368K、760Torrにおいて100cm^3の液体Aと30cm^3の液体Bを混ぜ完全に溶解し、溶液1相状態となった。その溶液を温度368Kのもと圧力を下げ727Torrにすると、ごく微量の気相を生じ、気-液2相の平衡状態になった。温度368Kにおける液体の密度は0.885ｇ/cm^3、液体Bの密度は0.885ｇ/cm^3であった。純液体Bの蒸気圧は、368Kで535Torrであった。 （１）この液体の分子量を求めよ。 （２）温度368K、圧力727Torrにおけるこの液体のBのモル分率を求めよ。 （３）368Kでこの溶液系の圧力を下げ720Torrにしたところ、新たな気-液平衡となった。この新たな気相と液相のBのモル分率Xを求めよ。 （４）368K、720Torrにおける気相と液相の全モル数を求めよ。 （５）この溶液の368Kにおける、蒸気圧-組成図の概略図を各相の名前と上のデータをもとに書け。 （１）（２）はなんとか出来たのですがそれ以降の問題がわからないです。 できれば詳しい回答をよろしくお願いします。
- ベストアンサー
- 化学
