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問答題 在充填10m³催化劑的絕熱固定床反應器中進行甲苯氫解反應以生產(chǎn)苯:C₆H₅CH₃+H₂→C₆H₆+CH₄
原料氣的摩爾組成為3.85%C₆H₆,3.18%C₆H₅CH₄,69.97%H₂;溫度為863K,操作壓力為6.08Mpa;若采用空速為1000m³(STP)/hm³催化劑,試計算反應器出口的氣全組成。該反應的速率方程如下:

式中C_T和C_H分別為甲苯和氫的濃度,kmol/m³,甲苯轉(zhuǎn)化速率r_T的單位為kmol/m³s,反應熱效應=-49974 J/mol,為簡化計,反應氣體可按理想氣體處理,平均定壓熱容為常數(shù),等于4.23J/molK。

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1.問答題 在實驗室中用外循環(huán)式無梯度反應器研究二級氣相反應2A→P+Q原料為純A；設kC_A0τ=1。試計算A的轉(zhuǎn)化率，當：
（1）循環(huán)比為5；
（2）循環(huán)比為30；
（3）按全混流模型處理；
（4）比較上列各問題的計算結(jié)果并討論之。

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2.問答題 用1.2M的氨水吸收某生產(chǎn)裝置出口氣中的二氧化喘，當氣流主體中二氧化碳分壓為1.013×10^-3Mpa時，該處的二氧化碳吸收速率為多少？
已知：液相中CO₂和NH₃的擴散系數(shù)均為3.5×10^-5cm²/s，二級反應速率常數(shù)為38.6×10⁵cm³/mols，二氧化碳的溶解度系數(shù)為1.53×10^-10mol/cm³Pa，k_L=0.04cm/s，k_G=3.22×10^-10mol/cm²sPa，相界面積a_L=2.0cm²/cm³。

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3.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(cè)傳質(zhì)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(jié)果進行比較與討論。

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4.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(cè)傳質(zhì)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

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5.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(zhuǎn)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。

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