化學(xué)反應(yīng)與設(shè)備期末復(fù)習(xí)提綱

1、化學(xué)反應(yīng)設(shè)備與過程期末復(fù)習(xí)提綱一 反應(yīng)器選型1、 均相反應(yīng)器的選型（掌握管式反應(yīng)器、釜式反應(yīng)器的應(yīng)用、特點、結(jié)構(gòu)、選型依據(jù)）2、 非均相反應(yīng)器的選型（掌握固定床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器的應(yīng)用、特點、使用反應(yīng)類型、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、選型依據(jù)）練習(xí)題1、管式反應(yīng)器的特點是什么？基本結(jié)構(gòu)有哪些？ 答：管式反應(yīng)器是由多根細(xì)管串聯(lián)或并聯(lián)而構(gòu)成的一種反應(yīng)器，通常長徑比大于50100。管式反應(yīng)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(jī)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(yīng)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

2、償器、傳熱夾套、連接管和機(jī)架等。2、固定床反應(yīng)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(xué)反應(yīng)類型？答：按傳熱方式分，固定床反應(yīng)器可分為絕熱式和換熱式固定床； 按反應(yīng)器中流體流動方向分，固定床反應(yīng)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(yīng)熱效應(yīng)不大，過程中允許溫度有較寬變動范圍的反應(yīng)； 或者反應(yīng)熱效應(yīng)比較大，但反應(yīng)對于溫度變化不敏感的化學(xué)反應(yīng)； 或者反應(yīng)熱效應(yīng)很大，但是反應(yīng)速率非?？斓幕瘜W(xué)反應(yīng)。3、釜式反應(yīng)器的基本結(jié)構(gòu)及其作用是什么？答：略釜式反應(yīng)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(yīng)空間； 攪拌裝置：加強(qiáng)反應(yīng)釜內(nèi)物

3、料的均勻混合，強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)； 軸封：防止反應(yīng)釜中物料泄漏； 換熱裝置：控制反應(yīng)溫度。4、簡述固定床反應(yīng)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(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱作固定床反應(yīng)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(yīng)器相比，用較少的催化劑和較小的反應(yīng)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(jìn)行。5、簡述流化床反應(yīng)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(xì)，可以消除內(nèi)

4、擴(kuò)散阻力，能充分發(fā)揮催化劑的效能。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(yīng)速率和造成副反應(yīng)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(fēng)分離器等粒子回收系統(tǒng)。二 反應(yīng)器的設(shè)計及優(yōu)化1、 基本概念宏觀動力學(xué)、本征動力學(xué)、化學(xué)動力學(xué)方程、均相反應(yīng)、單一反應(yīng)、復(fù)雜反應(yīng)、基元反應(yīng)、非基元反應(yīng)、轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)分子數(shù)、反應(yīng)級數(shù)、反應(yīng)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(yīng)動力學(xué)（1）單一反應(yīng)的動力學(xué)方程a)

5、 反應(yīng)速率的定義：化學(xué)反應(yīng)速率是單位時間，單位反應(yīng)體積內(nèi)反應(yīng)物的消耗量或產(chǎn)物的生成量。 各反應(yīng)速率間的關(guān)系：當(dāng)V恒定時， =即以各組分的摩爾濃度的變化速率來表示反應(yīng)速率，上式僅適用于分批式操作。對連續(xù)操作（開放系統(tǒng)） b)恒溫恒容條件下 零級、一級、二級不可逆反應(yīng)的動力學(xué)計算（公式、特點）A產(chǎn)物（零級） A產(chǎn)物（一級） 2A 產(chǎn)物（二級） A+B產(chǎn)物（） A+B產(chǎn)物（） c)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(yīng)的動力學(xué)計算。(2)復(fù)雜反應(yīng)的動力學(xué)方程 掌握可逆反應(yīng)、平行反應(yīng)、連串反應(yīng)的動力學(xué)方程的表達(dá)a)可逆反應(yīng)：AR（一級反應(yīng)） b)平行反應(yīng) （主） （副）假設(shè)其

6、均為一級不可逆反應(yīng)，其微分速率方程： （主）   （副）反應(yīng)物A的總反應(yīng)速率為： C)連串反應(yīng) 3、 非均相反應(yīng)動力學(xué)氣固催化反應(yīng)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：單組份的表面覆蓋率練 習(xí)填空、判斷與選擇1、反應(yīng)時間長短與初始濃度大小無關(guān)的是（一）級反應(yīng)。2、對反應(yīng)級數(shù)n>1的反應(yīng)，達(dá)到同樣轉(zhuǎn)化率，初始濃度提高，反應(yīng)時間將增加。3、對反應(yīng)級數(shù)n<1的反應(yīng)，初始濃度提高，達(dá)到同樣轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)時間將減少。4、反應(yīng)級數(shù)nl的反應(yīng)，大部分反應(yīng)時間是用于反應(yīng)的末期。高轉(zhuǎn)化率或低殘余濃度的要求會使反應(yīng)所需時間大幅度地增加。

7、5、有幾個反應(yīng)同時進(jìn)行，要用幾個動力學(xué)方程式才能加以描述的稱為（復(fù)雜）反應(yīng)。6、所謂雙分子反應(yīng)是針對基元反應(yīng)而言的。7、對非基元反應(yīng)，反應(yīng)級數(shù)等于化學(xué)反應(yīng)式的計量系數(shù)。8、反應(yīng)級數(shù)只反映反應(yīng)速率對（濃度）的敏感程度。級數(shù)越高，（濃度）對反應(yīng)速率的影響越大。9、活化能只表明反應(yīng)速率對（溫度）的敏感程度?；罨茉酱?，（溫度）對反應(yīng)速率的影響越大。10、反應(yīng)A + B C，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=（B）。A. 0 B. 1 C. 2 D. 311、反應(yīng)3A P，已知，則反應(yīng)級數(shù)n=（A）。A. 0 B. 1 C. 2 D. 312、下列屬于均相反應(yīng)的是（C）。A. 催化重整 B. 催化裂解 C. HCl

8、與NaOH的中和 D. 水泥制造13、下列屬于非均相反應(yīng)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(xué)反應(yīng)，反應(yīng)組分A的化學(xué)反應(yīng)速率（A）。A. B. C. D. 15、對于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物B的化學(xué)反應(yīng)速率（B）。A. B. C. D. 4、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(yīng)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(xí)：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）

9、。2、 返混專指（不同時刻）進(jìn)入反應(yīng)器的物料之間的混合。3、 說明下列反應(yīng)器中的返混情況：間歇反應(yīng)器中返混為（0）, 理想置換反應(yīng)器返混為（0）。4、 理想混合反應(yīng)器返混為（無窮大）, 非理想流動反應(yīng)器返混為（0到無窮大）。5、 返混帶來的最大影響是（反應(yīng)器進(jìn)口處反應(yīng)物高濃度區(qū)的消失或降低）。6、 返混對反應(yīng)來說是有害的，必須采取各種措施進(jìn)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(yīng)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(yīng)器的種類？ 答：通常所指的理想反應(yīng)器有兩類：理想混合（完全混合

10、）反應(yīng)器和平推流（活塞流或擠出流）反應(yīng)器。所謂完全混合流反應(yīng)器是指器內(nèi)的反應(yīng)流體瞬間達(dá)到完全混合，器內(nèi)物料與反應(yīng)器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應(yīng)器是指器內(nèi)反應(yīng)物料以相同的流速和一致的方向進(jìn)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(yīng)器設(shè)計 （1）反應(yīng)器計算的基本內(nèi)容及基本方程（2）各種反應(yīng)器的設(shè)計計算a)間歇操作釜式反應(yīng)器：特點體積和數(shù)量計算動力學(xué)計算法 或 間歇操作釜式反應(yīng)器達(dá)到一定轉(zhuǎn)化率需要的反應(yīng)時間，只取決于過程的反應(yīng)速率，與反應(yīng)器的大小無關(guān)。b)連續(xù)操作釜式反應(yīng)器：基本特征：過程參數(shù)既不隨時間變化，也不隨反應(yīng)器內(nèi)部空間位置而變化

11、，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(yīng)器：多個串聯(lián)連續(xù)操作的釜式反應(yīng)器解析法 ：圖解法：已知CA0 、CAN （或XAN）、VRi，求N 。c)連續(xù)操作的管式反應(yīng)器基礎(chǔ)計算方程式: 或 恒溫恒容的管式反應(yīng)器的計算：零級反應(yīng)：一級反應(yīng)：二級反應(yīng)：6、反應(yīng)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)操作釜式反應(yīng)器的組合優(yōu)化：掌握兩釜串聯(lián)，等溫下進(jìn)行一級不可逆反應(yīng)的優(yōu)化問題；自催化反應(yīng)的組合優(yōu)化：自催化反應(yīng)的速率特征，自催化反應(yīng)的組合優(yōu)化；復(fù)雜反應(yīng)的選擇性復(fù)雜反應(yīng)選擇性的定義：掌握可逆反應(yīng)和一級不可逆連串反應(yīng)的濃度效應(yīng)和溫度效

12、應(yīng)，會根據(jù)動力學(xué)分析選擇最佳反應(yīng)器型式或反應(yīng)器組合方式，或適宜的投料方式。練習(xí)：填空、選擇1、某一反應(yīng)要求反應(yīng)物A濃度低、B濃度高對反應(yīng)有利，應(yīng)采用以下半間歇操作形式中的（A、B）情況A B C D2、下列（A、D）操作方式適合用于可逆反應(yīng)。 A B C D3、平行反應(yīng)均為一級不可逆反應(yīng)，若，選擇性Sp與（濃度）無關(guān)，僅是（溫度）的函數(shù)。 4. 如果平行反應(yīng)均為一級不可逆反應(yīng)，若，提高選擇性應(yīng)（升溫）。5、氣相反應(yīng)4A + B 3R + S進(jìn)料時無惰性氣體，A與B以31的摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子=（C）。A. 1/4 B. 2/3 C. 1/4 D. 2/36、全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點的判

13、據(jù)為（Qt=Qc）、（dQr/dT<dQc/dT）。7、對于自催化反應(yīng)，最合適的反應(yīng)器為（連續(xù)管式）。（全混流串平推流）8、在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫二級反應(yīng)A B，當(dāng)時，求反應(yīng)至所需時間t=（D）秒。（D）A. 8500 B. 8900 C. 9000 D. 99009、對于反應(yīng)級數(shù)n0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用（A）。A. 平推流反應(yīng)器 B. 全混流反應(yīng)器C. 循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D. 全混流串接平推流反應(yīng)器10、對于反應(yīng)級數(shù)n0的不可逆等溫反應(yīng)，為降低反應(yīng)器容積，應(yīng)選用（B）。A. 平推流反應(yīng)器 B. 全混流反應(yīng)器C. 循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器 D. 全混流串接平推流

14、反應(yīng)器11、對于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)，其瞬間收率隨增大而單調(diào)增大，則最適合的反應(yīng)器為（A）。A. 平推流反應(yīng)器 B. 全混流反應(yīng)器C. 多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器 D. 全混流串接平推流反應(yīng)器12、 對于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)，其瞬間收率隨增大而單調(diào)下降，則最適合的反應(yīng)器為（B）。A. 平推流反應(yīng)器 B. 全混流反應(yīng)器C. 多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器 D. 全混流串接平推流反應(yīng)器簡答1、對于氣固催化反應(yīng) ，；，當(dāng)時如何選擇操作條件可以提高目的產(chǎn)物的收率？ 答：該反應(yīng)為平行反應(yīng)，且，根據(jù)選擇性分析，應(yīng)盡可能提高反應(yīng)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(yīng)如何選擇操作溫度？ 答：1）對于

15、放熱反應(yīng)，要使反應(yīng)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(yīng)降低溫度； 2）這是由于可逆放熱反應(yīng)，由于逆反應(yīng)速率也隨反應(yīng)溫度的提高而提高，凈反應(yīng)速率出現(xiàn)一極大值；3）而溫度的進(jìn)一步提高將導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率相等而達(dá)到化學(xué)平衡。判斷1、對于吸熱反應(yīng)必須考查釜式反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性問題。（錯）2、釜式反應(yīng)器可用來進(jìn)行均相反應(yīng)，也可用于以液相為主的非均相反應(yīng)。（ 對）3、化工生產(chǎn)上，為了控制300500的反應(yīng)溫度，常用導(dǎo)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5，生產(chǎn)周期為13；鹽析時物料總量為每天20，生產(chǎn)周期為20。若每個磺化釜體

16、積為2，求（1）磺化釜數(shù)量與后備系數(shù)；（2）鹽析器數(shù)量、體積（）及后備系數(shù)。2、在連續(xù)操作釜式反應(yīng)器進(jìn)行某一級可逆反應(yīng)AB，操作條件下測得正向化學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)k1=10h-1，逆向k2=2h-1，在反應(yīng)物料A中不含有B，其進(jìn)料量為10m3/h，當(dāng)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%時，平均停留時間和反應(yīng)器的有效體積各為多少？3、在連續(xù)操作釜式反應(yīng)器中進(jìn)行一均相液相反應(yīng)AP，反應(yīng)開始時反應(yīng)物中不含產(chǎn)物，動力學(xué)方程為（-rA）=kcA2，轉(zhuǎn)化率為50%。如果換用體積相同的管式反應(yīng)器，其他保持不變，則轉(zhuǎn)化率為多少？4、應(yīng)用兩個按最優(yōu)容積比串聯(lián)的全混流釜進(jìn)行不可逆的一級液相反應(yīng)，假定各釜操作溫度都相同，已知此時的速

17、率常數(shù)k=0.92h-1，原料液的進(jìn)料速度=10m3/h，要求最終轉(zhuǎn)化率0.9，試求V1、V2和總?cè)莘eV。5、液相反應(yīng)A + BP + S在一全混釜中進(jìn)行，速率常數(shù)，求：1）時，反應(yīng)器的容積； 2）若進(jìn)料流量為，求進(jìn)口料液中A的濃度。非均相反應(yīng)器設(shè)計部分 1、氣固相催化反應(yīng)器（1）、基本概念固定床反應(yīng)器（及其特點）、流化床反應(yīng)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(yīng)器 催化劑顆粒的當(dāng)量直徑及相互換算； 空隙率的定義、計算及影響因素； 流體流過固定床產(chǎn)生壓降的原因； 固定床中的傳熱過程及簡化

18、處理。（3）流化床反應(yīng)器 流化床的壓降計算； 對g-s系統(tǒng)： 流化床反應(yīng)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(xí)1. 由于催化反應(yīng)的吸附、脫附以及表面反應(yīng)都是與催化劑表面直接有關(guān)，故吸附控制、表面反應(yīng)控制和脫附控制稱為動力學(xué)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(yīng)器主要分為（絕熱式）式和（換熱式）式兩大類。5. 流體通過固定床的壓力降主要是由于（摩擦）阻力和 （局部）阻力引起，當(dāng)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)是指_實際反應(yīng)速度與催化劑內(nèi)外表面溫度、濃度

19、相等時的反應(yīng)速度之比，當(dāng)=1時，反應(yīng)過程屬于（動力學(xué)）控制，當(dāng)<1時，屬于（內(nèi)擴(kuò)散）控制。7. 當(dāng)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(yīng)器中，催化劑的表觀密度是1000kg/m3,床層的堆積密度是300 kg/m3,則床層的空隙率為 0.7 。9. 工業(yè)上，引進(jìn)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，

20、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(yīng)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(dāng)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(jìn)行流動的現(xiàn)象。15.對于流化床反應(yīng)器，當(dāng)流速達(dá)到某一限值，床層剛剛能被托動時，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.對于液固系統(tǒng)的流化床，流體與粒子的密度相差不大，故起

21、始流化速度一般很小，流速進(jìn)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.對于氣固系統(tǒng)的流化床反應(yīng)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.對于氣固系統(tǒng)的流化床反應(yīng)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(yīng)器，當(dāng)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(yīng)器，當(dāng)氣速增大到某

22、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(yīng)器中，當(dāng)達(dá)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，這一高度稱作（分離高度）。21.簡述聚式流化床的形成？ 答：對于氣固系統(tǒng)的流化床反應(yīng)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

23、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。22.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(jī)理均相同，吸附形成的絡(luò)合物均相同。23.氣固相催化反應(yīng)的動力學(xué)步驟？ 答：1）反應(yīng)物從氣流主體向催化劑的外表面擴(kuò)散和內(nèi)孔擴(kuò)散； 2）反應(yīng)物在催化劑表面上吸附； 3）吸附的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成反應(yīng)的生成物； 4）反應(yīng)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(kuò)散。24.凡是流體通過

24、不動的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱作（固定床反應(yīng)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(yīng)器相比，可用較少量的催化劑和較小的反應(yīng)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(dāng)直徑定義為具有相同體積的球粒子直徑，表達(dá)式=_。27.固定床中顆粒的面積相當(dāng)直徑是以外表面相同的球形粒子的直徑，表達(dá)式=_。28.固定床中顆粒的比表面相當(dāng)直徑是以相同的比表面的球形粒子直徑來表示，表達(dá)式=_。29.對于非球形粒子，其外表面積必大于同體積球形粒子的外表面積，故可定義顆粒的形狀系數(shù)_。30.顆粒的形狀系數(shù)對于球體而言，_，

25、對于其他形狀的顆粒_。（=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(yīng)器的特點是什么？基本結(jié)構(gòu)有哪些？答：管式反應(yīng)器是由多根細(xì)管串聯(lián)或并聯(lián)而構(gòu)成的一種反應(yīng)器，通常長徑比大于50100。管式反應(yīng)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(jī)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(yīng)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(jī)架等。2、固定床反應(yīng)器分為哪幾種類型？其中單段絕熱式固定床可適

26、用于哪些化學(xué)反應(yīng)類型？答：按傳熱方式分，固定床反應(yīng)器可分為絕熱式和換熱式固定床；按反應(yīng)器中流體流動方向分，固定床反應(yīng)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(yīng)熱效應(yīng)不大，過程中允許溫度有較寬變動范圍的反應(yīng)；或者反應(yīng)熱效應(yīng)比較大，但反應(yīng)對于溫度變化不敏感的化學(xué)反應(yīng)； 或者反應(yīng)熱效應(yīng)很大，但是反應(yīng)速率非?？斓幕瘜W(xué)反應(yīng)。3、釜式反應(yīng)器的基本結(jié)構(gòu)及其作用是什么？答：釜式反應(yīng)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(yīng)空間； 攪拌裝置：加強(qiáng)反應(yīng)釜內(nèi)物料的均勻混合，強(qiáng)化傳熱和傳質(zhì)； 軸封：防止反應(yīng)釜中物料泄漏； 換熱裝置：控制反應(yīng)溫度。4、簡述

27、均相反應(yīng)及其動力學(xué)的研究內(nèi)容？答：參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個相內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱為均相反應(yīng)。均相反應(yīng)動力學(xué)是研究各種因素如溫度、催化劑、反應(yīng)物組成和壓力等對反應(yīng)速率、反應(yīng)產(chǎn)物分布的影響，并確定表達(dá)這些影響因素與反應(yīng)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）被吸附的分子間互不影響，也不影響別的分子； 4）吸附的機(jī)理均相同，吸附形成的絡(luò)合物均相同。6、氣固相催化反應(yīng)的動力學(xué)步驟？答：1）反應(yīng)物從氣流主體向催化劑的外表面擴(kuò)散和內(nèi)孔擴(kuò)散；2）

28、反應(yīng)物在催化劑表面上吸附；3）吸附的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化成反應(yīng)的生成物；4）反應(yīng)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(kuò)散。7、簡述氣液反應(yīng)的宏觀過程：A（g） + bB（l） 產(chǎn)物（l）？答：1）反應(yīng)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(dá)到氣液相平衡；2）反應(yīng)物氣相組分A從氣液相界面擴(kuò)散入液相，并在液相內(nèi)反應(yīng)；3）液相內(nèi)的反應(yīng)產(chǎn)物向濃度下降方向擴(kuò)散，氣相產(chǎn)物則向界面擴(kuò)散；4）氣相產(chǎn)物向氣相主體擴(kuò)散。8、簡述理想反應(yīng)器的種類？答：通常所指的理想反應(yīng)器有兩類：理想混合（完全混合）反應(yīng)器和平推流（活塞流或擠出流）反應(yīng)器。所謂完全混合流反應(yīng)器是指器內(nèi)的反應(yīng)流

29、體瞬間達(dá)到完全混合，器內(nèi)物料與反應(yīng)器出口物料具有相同的溫度和濃度。所謂平推流反應(yīng)器是指器內(nèi)反應(yīng)物料以相同的流速和一致的方向進(jìn)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(yīng)如何選擇操作溫度？答：1）對于放熱反應(yīng)，要使反應(yīng)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(yīng)降低溫度；2）這是由于可逆放熱反應(yīng)，由于逆反應(yīng)速率也隨反應(yīng)溫度的提高而提高，凈反應(yīng)速率出現(xiàn)一極大值；3）而溫度的進(jìn)一步提高將導(dǎo)致正逆反應(yīng)速率相等而達(dá)到化學(xué)平衡。10、簡述固定床反應(yīng)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(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱作固定床反應(yīng)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(yīng)器相比，用較少的催化劑和較小的反應(yīng)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(jìn)行。11、簡述流化床反應(yīng)器的優(yōu)缺點？答：優(yōu)點：1）傳熱效能高，而且床內(nèi)溫