4.一个好的催化剂应具有活性好,选择率高,寿命长,.
5.具有良好搅拌装置的釜式反应器按___全混流__反应器处理,长径比比较大的管式反应器按平推流反应器处理(平推流或全混流).
6.固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积
的球粒子直径,表达式
=___dv=(6Vp/π)1/3___。
7.气固非均相催化反应的控制步骤意为各步骤中速率最慢的一步。
8.关键组分A的转化率可定义为xA=(NAO-NA)/NAO。
9.在全混流反应器中,因反应物浓度很低且为常数,则反应速率也为常数。
10.停留时间分布函数E(t)具有归一性,则
1。
11.一般来说,空速越大,表明反应器的生产能力越大。
12.实际生产中将多个反应器串联联操作其作目的是提高转化率。
13.已知
,反应在恒温恒压下进行,物料初始浓度为CA0=3mol/l;CB0=4mol/l;CR0=1mol/l;CS0=1mol/l(S为氮气),则
1/3。
14.生成主产物的反应称为___主产物_,其它的均为副反应。
15.化工生产的三个部分包括原料预处理,化学反应,产品的分离提纯,其中化学反应是整个生产过程的核心.
16.一般来说,空时越大,表明反应器的生产强度越小。
17.实际生产中将多个反应器并联操作,其目的是提高处理能力。
三、名词解释
1.连串反应:
前一反应的产物为后以反应的反应物,这样的反应成为连串反应
2.扩散:
气体反应物以扩散的方式通过微孔进入催化剂颗粒部的过程
3.返混:
同停留时间物料之间的混合
4.空时:
反应器有效容积和进料体积流量间的比值
5.催化剂是一种能够加速反应速率,而不改变化学平衡的物质
6.停留时间物料从进入反应器到离开反应器所用的时间
7.收率
8.均相反应参与反应的各化学组分处于同一相进行化学反应
9.复合反应用两个或两个以上的化学反应方程式和动力学方程式表示的反应
10.选择率φ=生成目的产物消耗的关键组分A的量/反应过程中关键组分A的总消耗量
11.比表面积单位质量固体催化剂的全部表面积
四、简单
1.简述什么是质量作用定律?
并写出该基元反应
,关键组分A的消耗速率方程(-rA)和产物D、R的生成速率方程(rD,rR)的表达式?
答:
基元反应中的速率与各反应物浓度的乘积成正比,其中某反应物浓度的方次为化学反应式中该组分的系数。
2.简述气-液相反应过程的步骤并画出示意图
1)气相反应物从气相主体通过气膜传至气液相界面,并且在界面上达到气液相平衡,
(2)反应组分从气液相界面穿过液膜进入液相主体,并同时发生反应,
(3)液相产物向液相主体扩散,气相产物向气液界面扩散穿过气膜进入气相主体。
3简述气液反应过程的步骤?
1)气相反应物A从气相主体通过气膜传至气流相界面,并在界面上达到气液相平衡;
(2)反应组分A从气液相界面穿过液膜进入液相主体,并同时进行反应;(3)液相产物向液相主体扩散,气相产物则向气液界面扩散穿过气膜进行气相主体
4.气固相催化反应的步骤
答:
多相催化反应反应过程的步骤:
(1)反应组分从流体主体向固体催化剂外表面传递;
(2)反应组分从外表面向催化剂表面传递;
(3)反应组分在催化剂表面的活性中心上吸附;
(4)在催化剂表面上进行化学反应;
(5)反应产物在催化剂表面上吸附
(6)反应产物从催化剂表面向外表面传递
(7)反应产物从催化剂的外表面向流体主体传递
5.简述双膜理论
在气、液两相中沿相界面两侧存在一个气膜一个液膜。
气、液两相中的传质阻力全部集中在两侧膜。
五、计算题
1.考虑反应A3P,其动力学方程式为
,试推导在恒容下以总压P表示的动力学方程式?
解
t=0Cao0Cao
t=t‘Ca3(Cao-Ca)3Cao-2Ca
P0=CaoRTP=(3Cao-2Ca)RT
推出
带可得
2.反应A+BR+S,己知VR=1L,物料进料速率V0=0.5L/min,
CA0=CB0=0.05mol/L,动力学方程式为(-rA)=kcAcB,其中k=100L/(mol.min).求:
(1).反应在平推流反应器中进行时出口转化率为多少?
(2).欲用全混流反应器得到相同的出口转化率,反应器体积应多大?
(3).若全混流反应器体积VR=1L,可达到的转化率为多少?
①τ=V/υ
xA=90.9%
②τ=V/υ
τ=CAO×XA/-rA
=((CAO×XA)÷[k×CAO2×(1-XA)2]
=22min
V=υ×τ
=11L
③
3、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。
(
)
解
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
0
10
0
68
出口
15-α-β/2
7-α/2-3β/2
α
10+β
β
68
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
4.某厂生产醇酸树脂是使己二酸与己二醇以等摩尔比在70℃用间歇反应器以H2SO4作催化剂进行缩聚反应而生产的,实验测得反应动力学方程为:
(-rA)=kcA2
k=1.97X10-3m3/kmol.min
CA0=4kmol/m3
若每天处理2400kg己二酸,每批操作辅助生产时间为1h,反应器装填系数为0.75,求:
(1).转化率为0.8,0.9时,所需反应时间为多少?
(2).求转化率为0.8时所需反应器体积为多少?
并进行圆整?
(已知己二酸的分子量M=146)
解
(1)
(2)
圆整至2.5m3