内容发布更新时间 : 2025/7/23 15:42:58星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
《化学反应工程》第二版习题
第六章习题
1. 在一总长为4m的填充床中,气体以2500kg·mhr的质量流率通过床层。
床层体安装直径为3mm的球形催化剂颗粒,空隙率为0.45,气体密度为
2.9kg·m,其粘度为1.8╳10kg·ms。求床层的压降。
2. 不可逆反应2A+B→R,若按均相反应进行,其动力学方程为:
?rA=3.8×10pApB mol·Lhr
在催化剂存在下,其动力学方程为:
?rA?10?2-2-1
-3-5-1-1
-32-1-1
pApB2A256.3?22.1p?3.64pR?1?1mol?hrgcat
若反应在101.33kPa下恒温操作,进料组分中pA=5.07kPa,pB=96.26kPa,催化剂的堆积密度为0.6g·cm-3。试求在一维拟均相反应气中为保证出口气体中A的转化率为93%,两种反应器所需的容积比。(式中,p的单位为kPa)
3. 在铝催化剂上进行乙腈的合成反应
C2H2+NH3→CH3CN+H2+92.14kJ
(A) (B) (R) (S)
设原料气的体积比为C2H2:NH3:H2=1:2.2:1。采用三段绝热式反应器,段间间接冷却,使各段出口温度均为550℃,每段入口温度也相同,其反应动力学方程可近似表示为:
??7960?4?rA?3.08?10exp???1?xA?T??kmol?hrgcat
?1?1流体的平均热容CP=128J·mol-1K-1。若要求乙腈的转化率为92%,且日产乙腈20吨,求各段的催化剂量。
4. 在一固定床反应器中,填充5.40m3的催化剂。在550℃,101.33kPa下进行
2A→2R+S的反应,用水蒸汽作稀释剂,反应物A与水蒸气的配比为1:4(摩尔比)。标准状态下加料量为1.0m3hr-1,出口转化率为50%,当反应
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《化学反应工程》第二版习题
速率采用?rA??1dnAVdt(其中V是催化剂填充体积)的定义时,550℃
-1
下的反应速率常数为1.0hr。若忽略外扩散的影响,并假定有效因子在床层内为一常数,求其有效因子。
5. 在T?x图上,①为平衡曲线,②为
x ① 最佳温度曲线,AMN为等转化率曲
线,指出最大速率点和最小速率点。A ② D M BCD为等温线,指出最大速率点和C N 最小速率点。
B T 6. 在T?x图上,定性绘出三段间接换
热SO2氧化反应的操作线。
在T?x图上,定性绘出三段原料气冷激的合成氨反应的操作线。
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《化学反应工程》第二版习题
第七章习题
1. 某合成反应的催化剂,其粒度分布如下:
6
dp╳10/m 40.0 31.5 25.0 16.0 %/(wt) 4.60 27.05 27.95 30.07
10.0
6.49
5.0 3.84
已知εmf=0.55,ρP=1300kg.m-3。在120℃及101.3kPa下,气体的密度ρ=1.453
-3-2
kg.m,μ=1.368╳10mPa·s。 求初始流化速度。
-6
2. 计算粒径为80╳10 m的球形颗粒在20℃空气中的逸出速度。颗粒密度
ρP=2650 kg·m-3,20℃空气的密度ρ=1.205 kg·m-3,空气此时的粘度为μ=1.85
-2
╳10mPa·s。
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