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問答題苯胺催化加氫反應(yīng)對(duì)氫為一級(jí)，對(duì)苯為零級(jí)；1.01Mpa和130℃下，采用直徑為4mm的催化劑和純氫進(jìn)行反應(yīng)，k=51.5cm³/gs，k_Ls=0.008cm/s，k_La_L=0.12s^-1，純氫的溶解度3.56×10^-6mol/cm³，氫在催化劑上的有效擴(kuò)散系數(shù)為8.35×10^-6cm²/s，試求宏觀反應(yīng)速率。

參考答案：

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1.問答題 在漿態(tài)反應(yīng)器中用純氫將丁炔二醇加氫為丁烯二醇，該反應(yīng)對(duì)氫及丁炔均為一級(jí)；進(jìn)反應(yīng)器的丁炔二醇溶液濃度為2.5kmol/m³；反應(yīng)條件下，k=4.8×10^-5m³/kg﹒s﹒mol，k_La_L’=0.3s^-1，k_Ls=0.005cm/s，氫在液相中的溶解度=0.01kmol/m³；液相中催化劑含量為0.1kg/m³，ρ0=1.5g/cm³，d’s=40m²/kg，氣液均呈活塞流。
在最終轉(zhuǎn)化率保持不變的情況下，提出提高液空速所采取的措施。

參考答案：提高反應(yīng)溫度，增加溶液中催化劑的含量。

2.問答題 在漿態(tài)反應(yīng)器中用純氫將丁炔二醇加氫為丁烯二醇，該反應(yīng)對(duì)氫及丁炔均為一級(jí)；進(jìn)反應(yīng)器的丁炔二醇溶液濃度為2.5kmol/m³；反應(yīng)條件下，k=4.8×10^-5m³/kg﹒s﹒mol，k_La_L’=0.3s^-1，k_Ls=0.005cm/s，氫在液相中的溶解度=0.01kmol/m³；液相中催化劑含量為0.1kg/m³，ρ0=1.5g/cm³，d’s=40m²/kg，氣液均呈活塞流。
計(jì)算液相轉(zhuǎn)化率達(dá)95％時(shí)的空速。

參考答案：

3.問答題 在漿態(tài)反應(yīng)器中用純氫將丁炔二醇加氫為丁烯二醇，該反應(yīng)對(duì)氫及丁炔均為一級(jí)；進(jìn)反應(yīng)器的丁炔二醇溶液濃度為2.5kmol/m³；反應(yīng)條件下，k=4.8×10^-5m³/kg﹒s﹒mol，k_La_L’=0.3s^-1，k_Ls=0.005cm/s，氫在液相中的溶解度=0.01kmol/m³；液相中催化劑含量為0.1kg/m³，ρ0=1.5g/cm³，d’s=40m²/kg，氣液均呈活塞流。
試計(jì)算液體轉(zhuǎn)化率為95％時(shí)過程各步阻力占總阻力的百分率，設(shè)內(nèi)擴(kuò)散阻力可以忽略。

參考答案：

4.問答題 今有含SO₂的空氣需要凈化處理，采用以活性碳為催化劑，以水為液體介質(zhì) 的滴流床反應(yīng)器在0.101Mpa，25℃下將SO₂氧化為SO₃，溶于水而成稀硫酸從反應(yīng)器底部流出，反應(yīng)的控制步驟是氧在催化劑表面的吸附，反應(yīng)速率可用下式表示：

式中r_A為以O(shè)₂表示的反應(yīng)速率，C_A0為催化劑表面處的O₂濃度，單位為mol/cm³;已知：內(nèi)擴(kuò)散有效因子η=0.6,堆密度ρb=1.0g/cm³,一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)k=0.06cm³/g﹒s,床層孔隙率ε=0.3，k_Laa_s=0.3s^-1,k_La_L=0.03s^-1,氣體的流量=100cm³/s,O₂在水中溶解度的享利常數(shù)H=5.0；反應(yīng)器直徑10cm，塔頂入口處氣體組成SO₂2%,O₂19%,N₂79%,試求SO₂的轉(zhuǎn)化率為80％時(shí)滴流床反應(yīng)器的床層高度。

參考答案：

5.問答題 在活塞流反應(yīng)器中等溫等壓（5.065×10⁴Pa）下進(jìn)行氣相反應(yīng):

式中P_A為A的分壓Pa，原料氣含量A10%（mol），其余為惰性氣體。若原料氣處理量為1800標(biāo)準(zhǔn)m³/h，要求A的轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%，計(jì)算所需的反應(yīng)體積及反應(yīng)產(chǎn)物Q的收率。

參考答案：