反应工程复习题

计算1.醋酸在高温下可分解为乙烯酮和水，而副反映生成甲烷和二氧化碳：已知在916℃时，试计算：1）99%的醋酸反映掉的时间；2）在此反映条件下醋酸转化成乙烯酮的选择性。解：设在时间t时乙烯酮和甲烷的浓度分别为x和y，初始为，则相加得将其积分1）当转化率为99%时2）瞬时选择性为积分得2.有一级不可逆反映A→P，在85℃时反映速率常数为3.45h-1，今拟在一种容积为10m3的釜式反映器中进行，若最后转化率为，设该反映的解决量为1.82m解：由于两等体积釜串联，则∴而②分即①分由②分反映器的总容积为3.(A)(P)(S)反映速度；，在恒温恒容下求等容积的两釜串联全混流反映器内进行这一反映时,求目的产物P的选择性，其中,，,。解：等容积釜串联应有①分对第二个全混流反映器作物料衡算①分∴对于P:∴+②分∴4、反映为n级不可逆反映，已知在300K时要使A的转化率达成20％需12.6分钟，而在340K达成同样的转化率需3.20分钟，求该反映的活化能。解：即达20%时，①分式中M为常数∴②分E=29.06（kJ/mol）5、串联全混流反映器进行一级不可逆反映，假定各釜容积、温度相似，试计算N为1（体积V=97.8）的反映有效容积，不考虑非生产性操作时间的条件下分批式反映器的有效容积。N(个)123V（）97.847.037.6解：运用N(个)123V（）97.847.037.6若采用分批式6、在间歇反映器中进行等温二级反映当为1时，求反映至所需时间。解:t=9900s8、请考虑化学反映，该反映在全混流反映器中进行，反映温度为20℃，液料的体积流量为0.5m3/h,CA0=96.5mol/m3,CB0=184mol/m3,催化剂的浓度CD=6.63mol/m3rA=kCACD式中k=1.15*10-3m3/(mol.ks)。若规定A的转化率为40%，试求反映器的体积。解：设A的转化率为x，则有：对于全混流反映器，应有：。10、某二级液相反映A+B→C，已知CAo=CBO，在间歇反映器中达成x=0.99，需反映的时间为10min,问：(1)在全混流反映器中进行时，应为多少？(2)在两个串联全混流反映器(反映体积相等)中进行时，又是多少？解：在间歇反映器中，对二级反映 (1)（１）在单个CSTR中 (2)(1)=(2)则(2)两个CSTR串联CSTR-1:(3)CSTR-1:(4);代入(3);简答：1、简述等温恒容平推流反映器空时、反映时间、停留时间三者关系？空时是反映器的有效容积与进料流体的容积流速之比。（①分）反映时间是反映物料进入反映器后从实际发生反映的时刻起到反映达某一程度所需的反映时间。（①分）停留时间是指反映物进入反映器的时刻算起到离开反映器内共停留了多少时间。（①分）由于平推流反映器内物料不发生返混，含有相似的停留时间且等于反映时间，恒容时的空时等于体积流速之比，因此三者相等。（②分）2、简述全混流反映模型的特点，它比较适合哪种类型的反映装置。反映器中全部空间位置的物料都是均匀的，并且等于反映器出口处的物料性质，物料质点在反映器的停留时间参差不齐，有的很长，有的很短，形成一种停留时间分布。适合：持续操作搅拌釜式反映器3、产生停留时间分布的因素有哪些？如何描述？可能的因素有：1不均匀的流速2强制对流3非正常的流动—死区，沟流和短路等。如何描述：可用停留时间分布密度与停留时间分布函来定量描述4、停留时间分布的密度函数是如何体现的？、5、解释什么是停留时间分布函数（寿命分布函数）。答：流过反映的物料中停留时间不大于t的质点的分数6、简述固定床反映器的优缺点？但凡流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反映的装置都称作固定床反映器。（①分）1）催化剂在床层内不易磨损；（①分）2）床层内流体的流动靠近于平推流，与返混式反映器相比，用较少的催化剂和较小的反映器容积来获得较大的生产能力；3）固定床中的传热较差；（①分）4）催化剂的更换必须停产进行。（①分）8、简述气固流化床反映器气泡两相模型的特点？1）以U0的气速进入床层的气体中，一部分在乳相中以起始流动速度Umf通过，而其它部分以（U0-Umf）则全部以气泡的形式通过；2）床层从流化前的高度Lmf增高到流化时的高度Lf，完全是由于气泡的体积所造成；①分3）气泡相为向上的平推流，大小均一；①分4）反映完全在乳相中进行；①分5）气泡与乳相间的交换量Q为穿流量q与扩散量之和。①分9、简述平推流反映模型的特点，它比较适合哪种类型的反映装置。答：特点：1持续定态下各个截面上的多个参数只是位置的函数，不随时间而变化2径向速度均匀，径向也不存在浓度分布3反映物料含有相似的停留时间适合：持续管式反映器10、什么是复合反映？举例阐明答：两种化合物反映彼此互相交换化学构成的一种反映11、解释什么是谋求停留时间分布的实验办法？通过物理示踪法来测定反映器物料的停留分布曲线，所谓物料示踪法是指采用一种易检测的无化学反映的物质按一定的输入方式加稳定的流动系统，通过观察该示踪物质在系统出口的浓度随时间的变化来拟定系统物料的停留时间分布，根据示踪物剂输入方式的不同大致的分为：脉冲法，周期示踪法和随机输入法12、什么是反映级数？它与化学反映的计量系数有什么关系？答：在化学反映速率方程中，各物质浓度项的指数的代数和称为反映级数13、什么是反映器内物料质点的寿命和年纪？研究它有何意义？答：寿命：反映物料质点从进入反映器到离开反映器的时间，是对已经离开反映器的物料质点而言的。年纪：反映物料质点从进入反映器算起已经停留的时间，是对仍停留在反映器的物料质点的意义：14、什么是返混?产生返混的因素有哪些？答：含有不同停留时间的微团之间的混合，称为返混（不同年纪质点之间的混合）(1）反映器内环流运动，物料在持续反映器中的反映运动造成返混(2)反映器内物料的流速分布不均匀，流速分布不均匀时也同样能够变化反映器中的浓度分布从而造成返混15、、举例阐明复合反映的几个形式。16、简述示踪法测定停留时间分布的实验办法将示踪物加到反映器的进口，然后在反映器出口物料中检测示踪物信号，以获得示踪物在反映器中停留时间分布规则的实验数据。17简述固定床反映器的优缺点？1催化剂在床层内不易磨损2床层内流体的流动靠近于平推流，与返混式反映器相比，用较少的催化剂和较小的反映器容积来获得较大的生产能力3固定床中的传导较差4催化剂的更换必须停产进行填空题1、反映器设计的基本内容A.（选择适宜的反映器型式）、B.（拟定最佳的工艺条件）、C.（计算所需的反映器体积）。2、化学反映工程学是一门研究（化学反映工程）问题的科学，既以（化学反映）作为研究对象，又以（工程问题）为研究对象，把两者结合起来的学科体系。3、抱负反映器有两类：（抱负混合）反映器和（平推流）反映器。4、同一时刻离开反映器的物料质点的停留时间各不相似，从0→∞，物料质点的反映时间各不相似。根据这种描述，该反映器应为（全混流反映器）。5、选择性是指（生产目的的产物所消耗的核心组分）与(已转化的核心组分)的摩尔数之比。6、（反映物料）持续的通过反映器的操作方式称为持续操作，它普通用于（产品比较率）而（产量较大）的场合。7、对于恒容的平推流管式反映器（平均停留时间、反映时间、空时）一致。平均停留时间、反映时间、空时。8、对于反映级数n＞0的反映，为减少反映器容积，应选用平推流反映器为宜。9、选择性是指（实际生成的特定产物的摩尔数）与(所耗用的原料在理论上能生成的反映产物)的摩尔数之比。10、管式反映器的特点是（返混小，反映容积小，比传热面大）11、同一时刻离开反映器的物料质点的停留时间的分布状况介于平推流反映器和全混流反映器之间，其反映时间也介于其间。根据这种描述，该反映器应为（非抱负流动反映器）。12、速率方程中，系数K为速率常数，又称为比反映速率，它与除反映组分浓度外的其它因素有关，如（T,P催化剂及浓度）等。13、全混流反映器的容积效率η不大于1.0时，且随着的增大而减小，此时该反映的反映级数n（＞）0。14、收率是表达生成的(目的产物所消耗的核心组分)的摩尔数与(进入反映系统的核心组分)的摩尔数之比。15、对于气-液相反映几乎全部在液相中进行的极慢反映，为提高反映速率，应选用（鼓泡塔）装置。17、一级连串反映A→P→S在全混流釜式反映器中进行，使目的产物P浓度最大时的最优空时_______。18均相反映的速率是反映物系的（构成，湿度和压力）的函数。方程有两类：一类是（双曲函数型），另一类为（幂函数型）。19、抱负反映器有两类：抱负混合（完全混合）反映器）反映器和（平推流反映器）