化學反應與設(shè)備期末復習提綱

1、化學反應設(shè)備與過程期末復習提綱反應器選型1、均相反應器的選型（掌握管式反應器、釜式反應器的應用、特點、結(jié)構(gòu)、選型依據(jù)）2、非均相反應器的選型（掌握固定床反應器、流化床反應器的應用、特點、使用反應類型、反應器結(jié)構(gòu)、選型依據(jù)）練習題1、管式反應器的特點是什么？基本結(jié)構(gòu)有哪些？答：管式反應器是由多根細管串聯(lián)或并聯(lián)而構(gòu)成的一種反應器，通常長徑比大于50100。管式反應器的特點為：1）單位體積傳熱面積大；2）生產(chǎn)效率高；3）適用于大型化和連續(xù)化生產(chǎn)，便于計算機集散控制，產(chǎn)品質(zhì)量有保證；4）返混小，管內(nèi)流體流型接近于理想置換。管式反應器的結(jié)構(gòu)組成包括：直管、彎管、密封環(huán)、法蘭及緊固件、溫差補償器、傳熱夾套

2、、連接管和機架等。2、固定床反應器分為哪幾種類型？其中單段絕熱式固定床可適用于哪些化學反應類型？答：按傳熱方式分，固定床反應器可分為絕熱式和換熱式固定床；按反應器中流體流動方向分，固定床反應器可分為軸向流動和徑向流動固定床。單段絕熱式固定床可適用于反應熱效應不大，過程中允許溫度有較寬變動范圍的反應；或者反應熱效應比較大，但反應對于溫度變化不敏感的化學反應；或者反應熱效應很大，但是反應速率非常快的化學反應。3、釜式反應器的基本結(jié)構(gòu)及其作用是什么？答：略釜式反應器主要由殼體、攪拌裝置、軸封和換熱裝置四大部分；各部分的作用，殼體：盛裝物料，提供反應空間；攪拌裝置：加強反應釜內(nèi)物料的均勻混合，強化傳熱

3、和傳質(zhì)；軸封：防止反應釜中物料泄漏；換熱裝置：控制反應溫度。4、簡述固定床反應器的優(yōu)缺點？答：凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應的裝置都稱作固定床反應器。優(yōu)點：催化劑在床層內(nèi)不易磨損；床層內(nèi)流體的流動接近于平推流，與返混式反應器相比，用較少的催化劑和較小的反應器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力；缺點：固定床中的傳熱較差；催化劑的更換必須停產(chǎn)進行。5、簡述流化床反應器的優(yōu)缺點？答：優(yōu)點：1）傳熱效能高，而且床內(nèi)溫度易維持均勻；2）大量固體粒子可方便的往來輸送，對于催化劑迅速失活而需隨時再生的過程來說，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的連續(xù)生產(chǎn)；3）由于粒子細，可以消除內(nèi)擴散阻力，能充分發(fā)揮催化劑的效能。缺點

4、：1）氣流狀況不均，不少氣體以氣泡狀態(tài)經(jīng)過床層，氣一固兩相接觸不夠有效；2）粒子運動基本上是全混式，因此停留時間不一。在以粒子為加工對象時，影響產(chǎn)品質(zhì)量的均一性，且粒子的全混造成了氣體的部分返混，影響反應速率和造成副反應的增加；3）粒子的磨損和帶出造成催化劑的損失，并要設(shè)置旋風分離器等粒子回收系統(tǒng)。二反應器的設(shè)計及優(yōu)化1、基本概念宏觀動力學、本征動力學、化學動力學方程、均相反應、單一反應、復雜反應、基元反應、非基元反應、轉(zhuǎn)化率、反應分子數(shù)、反應級數(shù)、反應活化能、催化作用的定義、催化劑的特征、組成及功能2、均相反應動力學（1）單一反應的動力學方程a）反應速率的定義：化學反應速率是單位時間，單位反

5、應體積內(nèi)反應物的消耗量或產(chǎn)物的生成量。：-AA:二BB=：SS卜二rRdnA（由于反應而消耗的 A的摩爾數(shù)）Vdt（單位體積）（單位時間）1 dnA1 dnB1 d%1 dnRA = 一 rB = 一r S =r R =V dtV dtV dtV dt各反應速率間的關(guān)系：-'rA _ 'rB _ rS _ rR Ha| 上| «s «r當V恒定時,如: dCiVdCAdCBdCs_rA-_rB=rS ;dtdtdtdCRrRdt即以各組分的摩爾濃度的變化速率來表示反應速率，上式僅適用于分批式操作。對連續(xù)操作（開放系統(tǒng)）dF-riLdVRb）恒溫恒容條件下 零

6、級、一級、二級不可逆反應的動力學計算（公式、特點）A-產(chǎn)物（零級）dtkt =Ca。-CaAT產(chǎn)物（一級）dCA 0-kCA dtkt=lnC0Ca=In2AT產(chǎn)物（二級）dCAdt= kCAkt11 XA-=（CA0Ca0 1 一 X AA+BT 產(chǎn)物（Ca0 =Cb。）討nkccA+BT 產(chǎn)物（CA0 *Cb0）kt 二一1 In C0 二一1 In(上也)CB0 -'CA0CACB0CB0 -'CA01 - Xac）恒溫變?nèi)輻l件下：膨脹因子的定義及涵義恒溫變?nèi)輻l件下0級、1級反應的動力學計算。（2）復雜反應的動力學方程掌握可逆反應、平行反應、連串反應的動力學方程的表達a）

7、可逆反應：A = R （一級反應）有; Kca&crb）平行反應(副)假設(shè)其均為一級不可逆反應，其微分速率方程:- rA,2 = k2cA(副)反應物A的總反應速率 a為:-A - -rA,1 ( 3,2) =(kik2)CAdCPrP 二dtdCss 二dt=(-rA,1 ) =k1cA=k2cAC）連串反應k1Ak2 -一» S （均為一級反應）_rAdCAdt=k1cArpdCpdt= kiCA FCprsdCS,-二k?Cpdt3、非均相反應動力學氣固催化反應過程的一般步驟及控制步驟蘭格繆爾吸附模型及吸附等溫方程（單組分不解離吸附、兩組分不解離吸附）如：單組份的表面覆

8、蓋率KApAA=練習1十KaPa填空、判斷與選擇1、反應時間長短與初始濃度大小無關(guān)的是（一）級反應。2、對反應級數(shù)n>1的反應，達到同樣轉(zhuǎn)化率，初始濃度提高，反應時間將增加。3、對反應級數(shù)n<1的反應，初始濃度提高，達到同樣轉(zhuǎn)化率，反應時間將減少。4、反應級數(shù)n>l的反應，大部分反應時間是用于反應的末期。高轉(zhuǎn)化率或低殘余濃度的要求會使反應所需時間大幅度地增加。5、有幾個反應同時進行，要用幾個動力學方程式才能加以描述的稱為（復雜）反應。6、所謂雙分子反應是針對基元反應而言的。7、對非基元反應，反應級數(shù)等于化學反應式的計量系數(shù)。8、反應級數(shù)只反映反應速率對（濃度）的敏感程度。級數(shù)

9、越高，（濃度）對反應速率的影響越大。9、活化能只表明反應速率對（溫度）的敏感程度?；罨茉酱?，（溫度）對反應速率的影響越大。110、反應A+B-C,已知k=0.15s，則反應級數(shù)n=（B）。A.0B.1C.2D.311、反應3A-P,已知k=0.15mol/ls,則反應級數(shù)n=（A）。A.0B.1C.2D.312、下列屬于均相反應的是（C）。A.催化重整B.催化裂解C.HCl與NaOH勺中和D.水泥制造13、下列屬于非均相反應的是（D）。A.乙酸乙酯水解B.氫氣燃燒C.HCl與NaOH的中和D.催化裂解14、對于一非恒容均相化學反應,反應組分A的化學反應速率=(A)。-AdnA.VdtB.Ad

10、%VdtC.7A -1dCAdC15、對于一非恒容均相化學反應4AdndnA.VdtB.B -VdtC.B -dtD.B的化學反應速率(B)。dCAdtD.B =dCBdt4、流動模型部分（1）基本概念停留時間、返混（2）理想流動模型理想置換流動模型的特點理想混合流動模型的特點（3）非理想流動實際反應器中流動狀況偏離理想流動狀況的原因降低返混程度的措施練習：填空與判斷：1、理想流動模型分為兩種類型，即（理想混合流動模型）和（理想置換流動模型）。2、返混專指（不同時刻）進入反應器的物料之間的混合。3、說明下列反應器中的返混情況：間歇反應器中返混為（0）,理想置換反應器返混為（0）。4、理想混合反

11、應器返混為（無窮大），非理想流動反應器返混為（0到無窮大）。5、返混帶來的最大影響是（反應器進口處反應物高濃度區(qū)的消失或降低）。6、返混對反應來說是有害的，必須采取各種措施進行抑制。7、降低返混程度的主要措施是（分割），通常有（橫向分割）和（縱向分割）兩種，其中重要的是（橫向分割）。8、連續(xù)攪拌釜式反應器為減少返混，工業(yè)上常采用（多釜串聯(lián)）的操作。9、簡述理想反應器的種類？答：通常所指的理想反應器有兩類：理想混合（完全混合）反應器和平推流（活塞流或擠出流）反應器。所謂完全混合流反應器是指器內(nèi)的反應流體瞬間達到完全混合，器內(nèi)物料與反應器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應器是指器內(nèi)反應物

12、料以相同的流速和一致的方向進行移動，不存在不同停留時間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時間。5、理想反應器設(shè)計（1）反應器計算的基本內(nèi)容及基本方程（2）各種反應器的設(shè)計計算a）間歇操作釜式反應器：特點體積和數(shù)量計算動力學計算法XAf t - Cao .XA0dxA 或(-rA)cA一正間歇操作釜式反應器達到一定轉(zhuǎn)化率需要 關(guān)。CaoD的反應時間，只取決于過程的反應速率，與反應器的大小無b）連續(xù)操作釜式反應器：基本特征：過程參數(shù)既不隨時間變化，也不隨反應器內(nèi)部空間位置而變化，各處的物料組成和溫度都是相同的，且等于出口處的組成和溫度。單個連續(xù)操作的釜式反應器：Vrt一一CaoVo（Ta

13、）多個串聯(lián)連續(xù)操作的釜式反應器解析法：,VRiCAi-i-CAiXAi-XAi-1ti-=CaoV0(-rAi)(-rAi)圖解法：已知Cao、Can(或Xan)、Vr,求N。c）連續(xù)操作的管式反應器基礎(chǔ)計算方程式VrXAf dxAXA0 ( _a)"cj.Vo曲（一1）恒溫恒容的管式反應器的計算：零級反應：八XAfdxA1八-=Ca。n7=CA0XAf0La）k一級反應:二級反應:XAf - - C A01CA0=lnk CadxA1A0 kCA02(1-XA)2kCA01fxAf1 XA06、反應器生產(chǎn)能力的比較間歇釜式、連續(xù)管式、連續(xù)釜式生產(chǎn)能力的比較；多個串聯(lián)的連續(xù)操作釜式反

14、應器的組合優(yōu)化：掌握兩釜串聯(lián)，等溫下進行一級不可逆反應的優(yōu)化問題；自催化反應的組合優(yōu)化：自催化反應的速率特征，自催化反應的組合優(yōu)化；復雜反應的選擇性復雜反應選擇性的定義：掌握可逆反應和一級不可逆連串反應的濃度效應和溫度效應，會根據(jù)動力學分析選擇最佳反應器型式或反應器組合方式，或適宜的投料方式。練習：填空、選擇1、某一反應要求反應物A濃度低、B濃度高對反應有利，應采用以下半間歇操作形式中的（A、B）情況ABCD2、下列（A、D）操作方式適合用于可逆反應。A3、平行反應 度）的函數(shù)。S（副）均為一級不可逆反應，若E±>E副，選擇性Sp與（濃度）無關(guān)，僅是（溫P（主）4.如果平行反應

15、S（副）均為一級不可逆反應，若£主>£副，提高選擇性SP應（升溫）。5、氣相反應4A+B-3R+S進料時無惰性氣體，A與B以3：1的摩爾比進料，則膨脹因子A=（C）。A.1/4B.2/3C.-1/4D.-2/36、全混流反應器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點的判據(jù)為（Qt=Qc）、（dQr/dT<dQc/dT）。7、對于自催化反應，最合適的反應器為（連續(xù)管式）。（全混流串平推流）28、在間歇反應器中進行等溫二級反應A-B,-rA=0.01cAm01川s,當Ca0=1mo1/l時，求反應至CA=S01mo1所需時間t=（D）秒。（D）A.8500B.8900C.9000D.99

16、009、對于反應級數(shù)n>0的不可逆等溫反應，為降低反應器容積，應選用（A）。A.平推流反應器B.全混流反應器C.循環(huán)操作的平推流反應器D.全混流串接平推流反應器10、對于反應級數(shù)n<0的不可逆等溫反應，為降低反應器容積，應選用（B）。A.平推流反應器B.全混流反應器C.循環(huán)操作的平推流反應器D.全混流串接平推流反應器P（主）A-11、對于單一反應組分的平行反應7-4$副），其瞬間收率中P隨CA增大而單調(diào)增大，則最適合的反應器為（A）。A.平推流反應器B.全混流反應器C.多釜串聯(lián)全混流反應器D.全混流串接平推流反應器.TP（主）A-12、對于單一反應組分的平行反應S（副），其瞬間收率

17、*P隨CA增大而單調(diào)下降，則最適合的反應器為（B）。全混流反應器全混流串接平推流反應器2rR = k1c a ,E1 ； rS k2cA , E2 ,當 E1 > E2 時如何選擇操A.平推流反應器B.C.多釜串聯(lián)全混流反應器D.簡答p?。?、對于氣固催化反應S副）作條件可以提高目的產(chǎn)物的收率？答：該反應為平行反應，且E1>E2,根據(jù)選擇性分析，應盡可能提高反應溫度，方可提高P的選擇性,提高P的收率。2、對于可逆放熱反應如何選擇操作溫度？答：1）對于放熱反應，要使反應速率盡可能保持最大，必須隨轉(zhuǎn)化率的提高，按最優(yōu)溫度曲線相應降低溫度；2）這是由于可逆放熱反應，由于逆反應速率也隨反應

18、溫度的提高而提高，凈反應速率出現(xiàn)一極大值；3）而溫度的進一步提高將導致正逆反應速率相等而達到化學平衡。判斷1、對于吸熱反應必須考查釜式反應器的熱穩(wěn)定性問題。（錯）2、釜式反應器可用來進行均相反應，也可用于以液相為主的非均相反應。（對）3、化工生產(chǎn)上，為了控制300500c的反應溫度，常用導生油作熱載體。（錯）計算1、對硝基氯苯經(jīng)磺化、鹽析制備1-氯-4硝基苯磺酸鈉，磺化時物料總量為每天5m3,生產(chǎn)周期為13h；鹽析時物料總量為每天20m3,生產(chǎn)周期為20h。若每個磺化釜體積為2m3,中=0.75,求（1）磺化釜數(shù)量與后備系數(shù)；（2）鹽析器數(shù)量、體積（平=0.8）及后備系數(shù)。2、在連續(xù)操作釜式反

19、應器進行某一級可逆反應AOb,操作條件下測得正向化學反應速率常數(shù)k1=10h-1,逆向k2=2h-1,在反應物料A中不含有B,其進料量為10m3/h,當反應的轉(zhuǎn)化率達到50%時，平均停留時間和反應器的有效體積各為多少？3、在連續(xù)操作釜式反應器中進行一均相液相反應A-P,反應開始時反應物中不含產(chǎn)物，動力學方程為（-a）=kCA2,轉(zhuǎn)化率為50%。如果換用體積相同的管式反應器，其他保持不變，則轉(zhuǎn)化率為多少？4、應用兩個按最優(yōu)容積比串聯(lián)的全混流釜進行不可逆的一級液相反應，假定各釜操作溫度都相同，已知此時的速率常數(shù)k=0.92h-1,原料液的進料速度v0=10m/h,要求最終轉(zhuǎn)化率xa=0.9,試求V

20、V2和總?cè)莘eV。5、液相反應A+B一P+S在一全混釜中進彳T,速率常數(shù)k=0.05l/mols,CA0=CB0=1.0mo1/l;求：1）xA=50%時，反應器的容積；2）若進料流量為1l/min,Ca=0.5mo|/|;求進口料液中a的濃度。非均相反應器設(shè)計部分1、氣固相催化反應器（1）、基本概念固定床反應器（及其特點）、流化床反應器（及其特點）、空隙率、形狀系數(shù)、有效系數(shù)、空速、流態(tài)化、散式流化床、聚式流化床、臨界流化速度、帶出速度、流化數(shù)、臨界壓降、膨脹比（2）固定床反應器催化劑顆粒的當量直徑及相互換算；15ds-：飛dv-：1da空隙率的定義、計算及影響因素;：B：S流體流過固定床產(chǎn)生

21、壓降的原因；固定床中的傳熱過程及簡化處理。（3）流化床反應器流化床的壓降計算；p=Lmf（1-；mf）（：s-：f）g=Lf（1-；m）（s-rf）g=L（1-）（：s-：f）g對g-s系統(tǒng)：RPf七0sp=L（1-；）：lg流化床反應器內(nèi)的傳熱影響流化床與外壁的給熱系數(shù)大小的因素練習1 .由于催化反應的吸附、脫附以及表面反應都是與催化劑表面直接有關(guān)，故吸附控制、表面反應控制和脫附控制稱為動力學控制。（對）2 .單位體積的催化劑所具有的表面積稱為形狀系數(shù)。（錯）3 .固定床的壓力降由流道阻力和分布阻力所組成。（錯）4 .固定床反應器主要分為（絕熱式）式和（換熱式）式兩大類。5 .流體通過固定床

22、的壓力降主要是由于（摩擦）阻力和_（局部）阻力引起，當流體流動狀態(tài)為湍流時，以（局部）阻力為主。6 .催化劑有效系數(shù)刀是指實際反應速度與催化劑內(nèi)外表面溫度、濃度相等時的反應速度之比，當Y=1時，反應過程屬于（動力學）控制，當Y<1時，屬于（內(nèi)擴散）控制。7 .當氣體由下而上流過催化劑床層時，由于Uog的不同，床層經(jīng)歷了固定床、流化床、輸送床三個階段。8 .固定床反應器中，催化劑的表觀密度是1000kg/m3,床層的堆積密度是300kg/m3,則床層的空隙率為0.7。9 .工業(yè)上，引進流化數(shù)k表示操作氣速，流化數(shù)是指流化速度與臨界流化速度之比。10 .固定床中的傳熱實質(zhì)上包括了（顆粒與顆粒

23、之間的傳熱）、（顆粒與流體之間的傳熱）以及（床層與器壁的傳熱）幾個方面。11 .氣流通過床層時，其流速雖然超過臨界流化速度，但床內(nèi)只形成一條狹窄通道，而大部分床層仍處于固定床狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為（A）。A.溝流B.大氣泡C.節(jié)涌D.騰涌12 .氣固系統(tǒng)常見的流化狀態(tài)為（C）:A、散式流化B、溝流C、聚式流化D、大氣泡和騰涌13 .某流化床反應器中所采用的催化劑顆粒的堆積密度與顆粒密度分別為2900kg/m3和5050kg/m3,試計算當床層膨脹比為3時，流化床床層空隙率是多少？（0.81）14 .所謂流態(tài)化就是固體粒子像（流體）一樣進行流動的現(xiàn)象。15 .對于流化床反應器，當流速達到某一限值，床

24、層剛剛能被托動時，床內(nèi)粒子就開始流化起來了，這時的流體空線速稱為（起始流化速度）。16 .對于液一固系統(tǒng)的流化床，流體與粒子的密度相差不大，故起始流化速度一般很小，流速進一步提高時，床層膨脹均勻且波動很小，粒子在床內(nèi)的分布也比較均勻，故稱作（散式流化床）。17 .對于氣一固系統(tǒng)的流化床反應器的粗顆粒系統(tǒng)，氣速超過起始流化速度后，就出現(xiàn)氣泡，氣速愈高，氣泡的聚并及造成的擾動亦愈劇烈，使床層波動頻繁，這種流化床稱為（聚式流化床）。18 .對于氣一固系統(tǒng)的流化床反應器，氣泡在上升過程中聚并并增大占據(jù)整個床層，將固體粒子一節(jié)節(jié)向上推動，直到某一位置崩落為止，這種情況叫（節(jié)涌）。19 .對于流化床反應器

25、，當氣速增大到某一定值時，流體對粒子的曳力與粒子的重力相等，則粒子會被氣流帶出，這一速度稱為（帶出速度或終端速度）。20 .對于流化床反應器，當氣速增大到某一定值時，流體對粒子的（曳力）與粒子的（重力）相等，則粒子會被氣流帶出，這一速度稱為帶出速度。21 .對于氣一固相流化床，部分氣體是以起始流化速度流經(jīng)粒子之間的空隙外，多余的氣體都以氣泡狀態(tài)通過床層，因此人們把氣泡與氣泡以外的密相床部分分別稱為（氣泡相）與（乳化相）。22 .在流化床反應器中，當達到某一高度以后，能夠被重力分離下來的顆粒都以沉積下來，只有帶出速度小于操作氣速的那些顆粒才會一直被帶上去，故在此以上的區(qū)域顆粒的含量就近乎恒定了，

26、這一高度稱作（分離高度）。23 .簡述聚式流化床的形成？答：對于氣一固系統(tǒng)的流化床反應器的粗顆粒系統(tǒng)，氣速超過起始流化速度后，就出現(xiàn)氣泡，氣速愈高，氣泡的聚并及造成的擾動亦愈劇烈，使床層波動頻繁，這種流化床稱為聚式流化床。24 .簡述Langmuir等溫吸附方程的基本特點？答：1）均勻表面（或理想表面）：即催化劑表面各處的吸附能力是均一的，吸附熱與表面已被吸附的程度如何無關(guān)；單分子層吸附；3）被吸附的分子間互不影響，也不影響別的分子；4）吸附的機理均相同，吸附形成的絡(luò)合物均相同。25 .氣一固相催化反應的動力學步驟？答：1）反應物從氣流主體向催化劑的外表面擴散和內(nèi)孔擴散；2）反應物在催化劑表面

27、上吸附；3）吸附的反應物轉(zhuǎn)化成反應的生成物；4）反應生成物從催化劑表面上脫附下來；5）脫附下來的生成物向催化劑外表面、氣流主體中擴散。24 .凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應的裝置都稱作（固定床反應器）。25 .固定床中催化劑不易磨損是一大優(yōu)點，但更主要的是床層內(nèi)流體的流動接近于（平推流），因此與返混式的反應器相比，可用較少量的催化劑和較小的反應器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力。26 .固定床中顆粒的體積相當直徑定義為具有相同體積VP的球粒子直徑，表達式dv=。27 .固定床中顆粒的面積相當直徑是以外表面aP相同的球形粒子的直徑，表達式da=。28 .固定床中顆粒的比表面相當直徑是以

28、相同的比表面Sv的球形粒子直徑來表示，表達式dS=。29 .對于非球形粒子，其外表面積aP必大于同體積球形粒子的外表面積aS,故可定義顆粒的形狀系數(shù)30 .顆粒的形狀系數(shù)S對于球體而言，S一,對于其他形狀的顆粒S。（=1、均小于1）31.固定床中的傳熱實質(zhì)上包括了（粒內(nèi)傳熱）、（顆粒與流體間的傳熱）以及（床層與器壁的傳熱）幾個方面。簡答題：1、管式反應器的特點是什么？基本結(jié)構(gòu)有哪些？答：管式反應器是由多根細管串聯(lián)或并聯(lián)而構(gòu)成的一種反應器，通常長徑比大于50100。管式反應器的特點為：1）單位體積傳熱面積大；2）生產(chǎn)效率高；3）適用于大型化和連續(xù)化生產(chǎn)，便于計算機集散控制，產(chǎn)品質(zhì)量有保證；4）返

29、混小，管內(nèi)流體流型接近于理想置換。管式反應器的結(jié)構(gòu)組成包括：直管、彎管、密封環(huán)、法蘭及緊固件、溫差補償器、傳熱夾套、連接管和機架等。2、固定床反應器分為哪幾種類型？其中單段絕熱式固定床可適用于哪些化學反應類型？答：按傳熱方式分，固定床反應器可分為絕熱式和換熱式固定床；按反應器中流體流動方向分，固定床反應器可分為軸向流動和徑向流動固定床。單段絕熱式固定床可適用于反應熱效應不大，過程中允許溫度有較寬變動范圍的反應；或者反應熱效應比較大，但反應對于溫度變化不敏感的化學反應；或者反應熱效應很大，但是反應速率非?？斓幕瘜W反應。3、釜式反應器的基本結(jié)構(gòu)及其作用是什么？答：釜式反應器主要由殼體、攪拌裝置、軸

30、封和換熱裝置四大部分；各部分的作用，殼體：盛裝物料，提供反應空間；攪拌裝置：加強反應釜內(nèi)物料的均勻混合，強化傳熱和傳質(zhì)；軸封：防止反應釜中物料泄漏；換熱裝置：控制反應溫度。4、簡述均相反應及其動力學的研究內(nèi)容？答：參與反應的各物質(zhì)均處于同一個相內(nèi)進行的化學反應稱為均相反應。均相反應動力學是研究各種因素如溫度、催化劑、反應物組成和壓力等對反應速率、反應產(chǎn)物分布的影響，并確定表達這些影響因素與反應速率之間定量關(guān)系的速率方程。5、簡述Langmuir等溫吸附方程的基本特點？答：1）均勻表面（或理想表面）：即催化劑表面各處的吸附能力是均一的，吸附熱與表面已被吸附的程度如何無關(guān)；單分子層吸附；3）被吸附

31、的分子間互不影響，也不影響別的分子；4）吸附的機理均相同，吸附形成的絡(luò)合物均相同。6、氣一固相催化反應的動力學步驟？答：1）反應物從氣流主體向催化劑的外表面擴散和內(nèi)孔擴散；2）反應物在催化劑表面上吸附；3）吸附的反應物轉(zhuǎn)化成反應的生成物；4）反應生成物從催化劑表面上脫附下來；5）脫附下來的生成物向催化劑外表面、氣流主體中擴散。7、簡述氣一液反應的宏觀過程：A（g）+bB（l）一產(chǎn)物（l）?答：1）反應物氣相組分從氣相主體傳遞到氣液相界面，在界面上假定達到氣液相平衡；2）反應物氣相組分A從氣液相界面擴散入液相，并在液相內(nèi)反應；3）液相內(nèi)的反應產(chǎn)物向濃度下降方向擴散，氣相產(chǎn)物則向界面擴散；4）氣相

32、產(chǎn)物向氣相主體擴散。8、簡述理想反應器的種類？答：通常所指的理想反應器有兩類：理想混合（完全混合）反應器和平推流（活塞流或擠出流）反應器。所謂完全混合流反應器是指器內(nèi)的反應流體瞬間達到完全混合，器內(nèi)物料與反應器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應器是指器內(nèi)反應物料以相同的流速和一致的方向進行移動，不存在不同停留時間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時間。9、對于可逆放熱反應如何選擇操作溫度？答：1）對于放熱反應，要使反應速率盡可能保持最大，必須隨轉(zhuǎn)化率的提高，按最優(yōu)溫度曲線相應降低溫度；2）這是由于可逆放熱反應，由于逆反應速率也隨反應溫度的提高而提高，凈反應速率出現(xiàn)一極大值；

33、3）而溫度的進一步提高將導致正逆反應速率相等而達到化學平衡。10、簡述固定床反應器的優(yōu)缺點？答：凡是流體通過不動的固體物料所形成的床層而進行反應的裝置都稱作固定床反應器。優(yōu)點：催化劑在床層內(nèi)不易磨損；床層內(nèi)流體的流動接近于平推流，與返混式反應器相比，用較少的催化劑和較小的反應器容積來獲得較大的生產(chǎn)能力；缺點：固定床中的傳熱較差；催化劑的更換必須停產(chǎn)進行。11、簡述流化床反應器的優(yōu)缺點？答：優(yōu)點：1）傳熱效能高，而且床內(nèi)溫度易維持均勻；2）大量固體粒子可方便的往來輸送，對于催化劑迅速失活而需隨時再生的過程來說，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的連續(xù)生產(chǎn)；3）由于粒子細，可以消除內(nèi)擴散阻力，能充分發(fā)揮催化劑的效能。

34、1、缺點：1）氣流狀況不均，不少氣體以氣泡狀態(tài)經(jīng)過床層，氣一固兩相接觸不夠有效；2）粒子運動基本上是全混式，因此停留時間不一。在以粒子為加工對象時，影響產(chǎn)品質(zhì)量的均一性，且粒子的全混造成了氣體的部分返混，影響反應速率和造成副反應的增加；3）粒子的磨損和帶出造成催化劑的損失，并要設(shè)置旋風分離器等粒子回收系統(tǒng)。計算題：1、有一反應在間歇反應器中進行，經(jīng)過8min后，反應物轉(zhuǎn)化掉80%經(jīng)過18min后轉(zhuǎn)化掉90%求表達此反應的動力學方程式。2、等溫下間歇反應器中進行一級不可逆液相分解反應，5min內(nèi)有50%勺組分A分解，要達到分解率為75%可需要多少時間？若反應為二級，則需要多少時間？3、試證明對一

35、級反應，在等溫條件下轉(zhuǎn)化率達到99.9%所需時間為轉(zhuǎn)化率達到50斷需時間的10倍。又設(shè)反應為0級或2級，兩者的時間比為多少？4、在均相恒溫聚合反應中，單體的初始濃度為0.04mol/L和0.08mol/L,在34min內(nèi)單體均消失20%求單體消失的速率。5、實驗室內(nèi)用間歇攪拌的燒瓶進行可逆反應，反應2h后，轉(zhuǎn)化率達到99.9%。若將反應器放大，選用連續(xù)操作釜式反應器進行此反應，其他工藝條件不變，平均停留時間為2h,試計算該反應的最終出口轉(zhuǎn)化率。6、在恒溫間歇操作釜式反應器中，進行某一級液相不可逆反應，13min后反應物轉(zhuǎn)化掉70%若把此反應移到連續(xù)操作管式反應器或連續(xù)操作釜式反應器中，進行，為

36、達到相同的轉(zhuǎn)化率，所需的空時空速各位多少？7、計算直徑3mm高6mm勺固體催化劑的當量直徑和形狀系數(shù)。8、某固定床反應器所采用的催化劑顆粒的堆積密度和顆粒密度分別為828kg/m3和1300kg/m3,該床層的空隙率是多少？在單管固定床反應器內(nèi)進行氯乙烯合成的動力學實驗，反應管外徑25mm壁厚2.5mm,催化劑填裝高度25m,床層空隙率0.45,進口原料氣組成：乙烯46%氯化氫54%（摩爾分數(shù)），反應器入口溫度413K,壓力為常壓，空管氣速為0.12m/s，試求：（1）原料氣體積流量；（2）原料氣摩爾流量；（3）原料氣質(zhì)量流速；（4）空間速度和接觸時間。愛人者，人恒愛之；敬人者，人恒敬之；寬以濟猛，猛以濟寬，政是以和。將軍額上能跑馬，宰相肚里能撐船。最高貴的復仇是寬容。有時寬容引起的道德所動比懲罰更強烈。君子賢而能容罷，知而能容愚，博而能容淺，粹而能容雜。寬容就是忘卻，人人都有痛苦，都有傷疤，動輒去揭，便添新創(chuàng)，舊痕新傷難愈合，忘記昨日的是非，忘記別人先前對自己的指責和謾罵，時間是良好的止痛劑，學會忘卻，生活才有陽光，才有歡樂。不要輕易放棄感情，誰都會心疼；不要沖動下做決定，會后悔一生。也許只一句分手，就再也不見；也許只一次主動，就能挽回遺憾。世界上沒有不爭吵的感情，只有不肯包容的心靈；生活中沒有不會生氣的人，只有不知原諒的心。感