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問答題 氣體A與液體B的反應為不可逆反應,對A為一級,對B為零級,已知三種情況下反應速率常數(shù)k,液側傳質系數(shù)k_L,組分A在液相中的擴散系數(shù)D_AL以及液相體積與液膜之比α值如下:

試分別計算這三種情況下的增大因子和有效因子值,并對計算結果進行比較與討論。

參考答案：

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1.問答題 在機械拌釜中于0.891Mpa及155℃等溫下用空氣氧化環(huán)已烷.液相進料中環(huán)已烷濃度7.74kmol/m³,氧含量為零.液體與空氣的進料量分別為26.76m³/h和161m³/h,要求出口的液體中環(huán)已烷濃度為6.76kmol/m³,假定氣相及液相均呈全混流,氣相阻力可忽略不計,試計算所需的反應體積。
已知數(shù)據(jù):該反應對氧及環(huán)已烷均為一級,操作條件下的反應速率常數(shù)k=0.2m³/mols,氧的溶解度=1.115×10^-4kmol/m³.液側傳質系數(shù)k_L=0.416cm./s,比相界面積=6.75cm^-1,氣含率εG=0.139,氧在液相中擴散系數(shù)D_AL=2.22×10^-4cm²/s

參考答案：

2.問答題 在充填直徑為4mm的Pd-Al₂O₃催化劑的滴流床反應器中,于0.1013Mpa,50℃等溫下進行α-甲基苯乙烯加氫反應,液相進料α-甲基苯乙烯的濃度為4.3×10^-4mol/cm³;床層入口處純氫及液體的線速度分別等于12cm/s和1cm/s;若液相中α-甲基苯乙烯轉化率為90%;試計算床高,假定氣相和液相均呈活塞流,且床層壓力降可忽略不計.已知數(shù)據(jù):該反應對氫為一級,對α-甲基苯乙烯為零級,操作條件下,基于床層體積計算的數(shù)據(jù)如下:k=16.8 s^-1;k_La_L=0.203s^-1;k_LSa_S=0.203s^-1;氫在催化劑中的有效擴散系數(shù)=1.02×10^-6cm²/s;氫在液相中的溶解度系數(shù)=0.6cm³氣/cm³液;床層孔隙率ε=0.42。

參考答案：

3.問答題在反應體積為5m²的機械攪拌釜中，采用直徑為0.9mm的催化劑于25℃等溫下進行亞油酸甲酯的加氫反應，氫的分壓保持為0.81Mpa；亞油酸甲酯的處理量等于1.5kmol/min,要求酯的40％被加氫，試根據(jù)例8.5所給的數(shù)據(jù)和計算結果，計算催化劑用量。

參考答案：

4.問答題苯胺催化加氫反應對氫為一級，對苯為零級；1.01Mpa和130℃下，采用直徑為4mm的催化劑和純氫進行反應，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散系數(shù)為8.35×10^-6cm²/s，試求宏觀反應速率。

參考答案：

5.問答題 在漿態(tài)反應器中用純氫將丁炔二醇加氫為丁烯二醇，該反應對氫及丁炔均為一級；進反應器的丁炔二醇溶液濃度為2.5kmol/m³；反應條件下，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：提高反應溫度，增加溶液中催化劑的含量。