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)