化学反应工程考试试卷及答案Word文档格式.doc

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（8）复合反应　　，进料CA0＝1mol/L,　反应进行至，时,瞬时选择性sL=　　　　。

如果该反应在在固体催化剂中进行时，由于内扩散的影响，选择性会　　　　。

（9）　　　　,　　　，　　　。

（10）内扩散效率因子ζ和Thiele模数Φ的数值通常有如下关系：

外扩散和化学动力学控制时ζ　　1，Φ值较　　；

内扩散强烈影响时ζ　　1，Φ值较　　。

（11）CO中温变换反应器属于固定床里的　　　　　　　反应器。

固定床按气体流动方向，可以分为　　　　和　　　　反应器。

（12）某一级不可逆的气液反应过程，已知kL=10－4m/s,　DL=1.5×

10＝9m2/s,

则当k时，该反应属于快反应，反应区主要在　　　　，工业上可选用　　　　　反应器或　　　　反应器；

当k时，该反应属于慢反应，这时反应区主要在　　　　　　，工业上可选用　　　　　或　　　　　　反应器。

（13）对于平行反应A＋B　，L为主产物，则适

宜的操作条件对和的要求是。

（14）返混是指　　　　　　　　　　　　　　　

（15）测定停留时间分布最常用的示踪剂注入方法有　　　　法和　　　　法。

二、　简答题（20分）

（1）简述活塞流模型和全混流模型的基本特征。

（2）根据缩芯模型，描述和反应的宏观步骤。

（3）对于快速的一级不可逆的气液反应，写出其宏观反应速率的表达式（指明　　　　　　　式中各参数的含义）。

（4）对于一级不可逆的气固相催化反应，写出其宏观反应速率的表达式（指明式中各参数的含义）。

三、计算题（每题10分，共40分。

）

（1）乙烯氧化生成环氧乙烷为银催化剂上的气固相催化反应，进入反应器的气体组成（摩尔比）：

C2H4：

15%,　O2：

7%,CO2：

10%,其余为Ar、N2；

出反应器气体中现已知：

C2H4：

13.1%,O2：

4.8%。

试计算乙烯的转化率、环氧乙烷的选择性及收率。

（）

（2）丁烯制丁二烯　，已知反应的步骤为

请分别导出（A）（B）（C）为控制步骤的均匀吸附动力学方程。

（3）在活塞流反应器中进行等温、体积不变的一级不可逆反应，则出口转化率可达0.96，现保持反应条件不变，但将反应改在：

（a）相同体积的全混流反应器中，

（b）等体积串联的两个全混流反应器（总体积与活塞流反应器相等）中。

（c）相同体积的间歇反应器，反应时间与辅助时间之比为5：

1

试分别计算所能达到的转化率。

（4）某全混流反应器体积为100L，物料流率为10L/s。

（a）试分别求出在反应器中逗留时间为9~11s、小于10s、大于10s的物料在总进料中所占的比例。

（b）用脉冲法注入示踪剂，其出口浓度用C（t）表示，假设C（0）为已知，试写出C（t）这个函数的表达式。

并指出的值。

（1）－2，－2/3

（2）等容。

（3）单位时间内，流过多少个反应器体积的物料（其它正确表达方式也可），

物料流过反应器所需要的时间（其它正确表达方式也可）______。

（4）可逆放热反应

不同转化率下的最佳温度所形成的曲线

（5）Vg=0.169cm3/g,θ=0.403ρ=2.39g/cm3。

（6）Pe=_9.17__,m=_4.59____

（7）分子扩散，努森Knudsen扩散、表面扩散、构型扩散

（8）sL=　2/3　。

会　增高　。

（9）　F（t）,1，0。

（10）外扩散和化学动力学控制时ζ→1，Φ值较　小　；

内扩散强烈影响时ζ<

<

1，Φ值较　大　。

（11）多段绝热反应器。

轴向和径向反应器。

（12）某一级不可逆的气液反应过程，已知k=10－4m/s,　DL=1.5×

则当k>

>

20/3时，该反应属于快反应，反应区主要在　液膜　，工业上可选用　填充床反应器或　降膜　反应器；

当k<

20/3时，该反应属于慢反应，这时反应区主要在　液相主体　，工业上可选用　鼓泡床　　　　或　搅拌鼓泡床　反应器。

（13）CA低CB高。

（15）　不同年龄粒子之间的混合　　　

（15）　阶跃　法和　脉冲　法。

四、　简答题（20分）

（5）要点：

PFR:

　流动如活塞，各参数轴向有变化，径向无变化，返混为0

CSTR：

瞬间完全混合，参数无变化，返混为最大

（6）要点：

①外扩散；

②内扩散；

③与在未反应芯表面上反应；

④H2O内扩散；

⑤H2O外扩散。

（7）

（8）

五、计算题（每题10分，共40分。

（4）以100mol进料为基准，以α、β表示环氧乙烷及二氧化碳的生成量，

C2H4

O2

C2H4O

CO2

H2O

惰

总计

进口

15

7

10

68

出口

15-α-β/2

7-α/2-3β/2

α

10+β

β

100-α/2

进行物料衡算，结合出口条件可知：

　　　　则可求得α＝1.504mol，β＝0.989mol　

乙烯反应量：

1.504＋0.989/2=1.9985mol

转化率：

1.9985/15=0.1333

收率：

1.504/15=0.1003

选择率：

1.504/1.9985=0.7526

（5）记A=C4H8B=C4H6C=H2

（A）

（B）

（C）

（6）

（4）