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問答題 在三段絕熱式固定床反應器中進行n級不可逆反應,各段的催化劑量相同,且控制進入各段的反應物料溫度相等.若n>0,試問:
(1)哪一段的凈轉化率最大?哪一段最小?
(2)若段間采用冷激方法進行降溫,試問第一段與第二段之間和第二段與第三段之間哪處需加入的冷激劑量多?為什么?
(3)若n<0,對問題(1),(2)是否還能作出肯定性的回答?為什么?

參考答案： （1）雖然各段進口溫度相等，在催化劑量相同的情況下，凈轉化率也按1至3段的順序遞減，第一段最大，第二段次之，第三段最小....

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1.問答題 在一列管式固定床反應器中進行鄰二甲苯氧化制苯酐反應,管內(nèi)充填高及直徑均為5mm的園柱形五氧化二釩催化劑,殼方以熔鹽作冷卻劑,熔鹽溫度為370℃,該反應的動力學方程為:

Hr=-1285kJ/mol,反應管內(nèi)徑為25mm,原料氣以9200kg/m²h的流速進入床層,其中鄰二甲苯為0.9%,空氣為99.1%(mol),混合氣平均分子量子力為29.45,平均熱容為1.072kJ/kgK,床層入口溫度為370℃,床層堆密度為1300kg/m³,床層操作壓力為0.1013Mpa(絕對),總傳熱系數(shù)為69.8w/m²K,試按擬均相一維活塞流模型計算床層軸向溫度分布,并求最終轉化率為73.5%時的床層高.計算時可忽略副反應的影響.

參考答案：

2.問答題 在氧化鋁催化劑上進行乙腈的合成反應:

求乙炔轉化率達到92%,并且日產(chǎn)乙腈20噸,問需催化劑量多少?

參考答案：

3.問答題 乙炔水合生產(chǎn)丙酮的反應式為:

式中C_A為乙炔的濃度,擬在絕熱固定床反應器中處理含量為3%C₂H₂(mol)的氣體1000m³(STP)/h,要求乙炔轉化68%,若入口氣體溫度為380℃,假定擴散影響可忽略,試計算所需催化劑量.反應熱效應為-178kJ/mol,氣體的平均恒壓熱容按36.4J/molK計算.

參考答案：

4.問答題 在絕熱催化反應器中進行二氧化硫氧化反應，入口溫度為420℃，入口氣體中SO₂濃度為7%（mol）；出口溫度為590℃，出口氣體中SO₂含量為2.1%（mol），在催化劑床層內(nèi)A，B，C三點進行測定.
（1）測得A點的溫度為620℃，你認為正確嗎？為什么？
（2）測得B點的轉化率為80%，你認為正確嗎？為什么？
（3）測得C點的轉化率為50%，經(jīng)再三檢驗結果正確無誤，估計一下C點的溫度.

參考答案：

(1)絕熱床內(nèi)的溫度是呈線性上升的,出口處溫度最高,床內(nèi)任一點溫度不可能高于出口溫度,故620℃是不可能的.

5.問答題 擬設計一多段間接換熱式二氧化硫催化氧化反應器,每小時處理原料氣35000m³(標準狀況下),組成為SO₂:7.5%;O₂:10.5%;N₂:82%.采用直徑5mm高10mm的圓柱形催化劑共80m³,取平均操作壓力為0.1216Mpa,平均操作溫度為733K,混合氣體的粘度等于3.4×10^-5Pa.s,密度按空氣計算.

參考答案：