1、(8) 复合反应,进料CA01mol/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)内扩散效率因子和Thiele模数的数值通常有如下关系:外扩散和化学动力学控制时 1, 值较;内扩散强烈影响时 1,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=104m/s,DL=1.5109m2/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
2、反应器。(13)对于平行反应AB,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
3、 :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
4、料流率为10 L/s。(a)试分别求出在反应器中逗留时间为911s、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 = 0.169 cm3/g , = 0.403 = 2.39g/cm3 。(6)Pe=_9.17_, m=_4.59_(7)分子扩散,
5、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 1, 值较小;内扩散强烈影响时 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0CSTR:瞬间完全混合,参数无变化,返混为最大(6) 要点
6、:外扩散;内扩散;与在未反应芯表面上反应;H2O内扩散;H2O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、表示环氧乙烷及二氧化碳的生成量,C2H4O2C2H4OCO2H2O惰总计进口1571068出口15-/27-/2-3/210+100-/2进行物料衡算,结合出口条件可知:则可求得1.504mol,0.989mol乙烯反应量:1.5040.989/2=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=C4H8 B=C4H6 C=H2(A) (B) (C) (6)(4)
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