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(guò)程期末復(fù)習(xí)提綱反應(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(diǎn)、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(diǎn)、使用反應(yīng)類(lèi)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(diǎn)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(zhǎng)徑比大于50100。管式反應(yīng)器的特點(diǎn)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(jì)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(bǔ)償器、傳熱夾套

2、、連接管和機(jī)架等。2、固定床反應(yīng)器分為哪幾種類(lèi)型？其中單段絕熱式固定床可適用于哪些化學(xué)反應(yīng)類(lèi)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(dòng)方向分，固定床反應(yīng)器可分為軸向流動(dòng)和徑向流動(dòng)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(guò)程中允許溫度有較寬變動(dòng)范圍的反應(yīng)；或者反應(yīng)熱效應(yīng)比較大，但反應(yīng)對(duì)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)物料的均勻混合，強(qiáng)化傳熱

3、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(jiǎn)述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？答：凡是流體通過(guò)不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱(chēng)作固定床反應(yīng)器。優(yōu)點(diǎn)：催化劑在床層內(nèi)不易磨損；床層內(nèi)流體的流動(dòng)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(lái)獲得較大的生產(chǎn)能力；缺點(diǎn)：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(jiǎn)述流化床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：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(lái)輸送，對(duì)于催化劑迅速失活而需隨時(shí)再生的過(guò)程來(lái)說(shuō)，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)擴(kuò)散阻力，能充分發(fā)揮催化劑的效能。缺點(diǎn)

4、：1）氣流狀況不均，不少氣體以氣泡狀態(tài)經(jīng)過(guò)床層，氣一固兩相接觸不夠有效；2）粒子運(yùn)動(dòng)基本上是全混式，因此停留時(shí)間不一。在以粒子為加工對(duì)象時(shí)，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(jì)及優(yōu)化1、基本概念宏觀動(dòng)力學(xué)、本征動(dòng)力學(xué)、化學(xué)動(dòng)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(jí)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(dòng)力學(xué)（1）單一反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程a）反應(yīng)速率的定義：化學(xué)反應(yīng)速率是單位時(shí)間，單位反

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

6、級(jí)、一級(jí)、二級(jí)不可逆反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算（公式、特點(diǎn)）A-產(chǎn)物（零級(jí)）dtkt =Ca。-CaAT產(chǎn)物（一級(jí)）dCA 0-kCA dtkt=lnC0Ca=In2AT產(chǎn)物（二級(jí)）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(jí)、1級(jí)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)計(jì)算。（2）復(fù)雜反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程掌握可逆反應(yīng)、平行反應(yīng)、連串反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程的表達(dá)a）

7、可逆反應(yīng)：A = R （一級(jí)反應(yīng)）有; Kca&crb）平行反應(yīng)(副)假設(shè)其均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，其微分速率方程:- rA,2 = k2cA(副)反應(yīng)物A的總反應(yīng)速率 a為:-A - -rA,1 ( 3,2) =(kik2)CAdCPrP 二dtdCss 二dt=(-rA,1 ) =k1cA=k2cAC）連串反應(yīng)k1Ak2 -一» S （均為一級(jí)反應(yīng)）_rAdCAdt=k1cArpdCpdt= kiCA FCprsdCS,-二k?Cpdt3、非均相反應(yīng)動(dòng)力學(xué)氣固催化反應(yīng)過(guò)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：?jiǎn)谓M份的表面覆

8、蓋率KApAA=練習(xí)1十KaPa填空、判斷與選擇1、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)短與初始濃度大小無(wú)關(guān)的是（一）級(jí)反應(yīng)。2、對(duì)反應(yīng)級(jí)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(shí)間將增加。3、對(duì)反應(yīng)級(jí)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(shí)間將減少。4、反應(yīng)級(jí)數(shù)n>l的反應(yīng)，大部分反應(yīng)時(shí)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(huì)使反應(yīng)所需時(shí)間大幅度地增加。5、有幾個(gè)反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，要用幾個(gè)動(dòng)力學(xué)方程式才能加以描述的稱(chēng)為（復(fù)雜）反應(yīng)。6、所謂雙分子反應(yīng)是針對(duì)基元反應(yīng)而言的。7、對(duì)非基元反應(yīng)，反應(yīng)級(jí)數(shù)等于化學(xué)反應(yīng)式的計(jì)量系數(shù)。8、反應(yīng)級(jí)數(shù)只反映反應(yīng)速率對(duì)（濃度）的敏感程度。級(jí)數(shù)

9、越高，（濃度）對(duì)反應(yīng)速率的影響越大。9、活化能只表明反應(yīng)速率對(duì)（溫度）的敏感程度?；罨茉酱螅囟龋?duì)反應(yīng)速率的影響越大。110、反應(yīng)A+B-C,已知k=0.15s，則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=（B）。A.0B.1C.2D.311、反應(yīng)3A-P,已知k=0.15mol/ls,則反應(yīng)級(jí)數(shù)n=（A）。A.0B.1C.2D.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與NaOH勺中和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(duì)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)。-AdnA.VdtB.Ad

10、%VdtC.7A -1dCAdC15、對(duì)于一非恒容均相化學(xué)反應(yīng)4AdndnA.VdtB.B -VdtC.B -dtD.B的化學(xué)反應(yīng)速率(B)。dCAdtD.B =dCBdt4、流動(dòng)模型部分（1）基本概念停留時(shí)間、返混（2）理想流動(dòng)模型理想置換流動(dòng)模型的特點(diǎn)理想混合流動(dòng)模型的特點(diǎn)（3）非理想流動(dòng)實(shí)際反應(yīng)器中流動(dòng)狀況偏離理想流動(dòng)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(dòng)模型分為兩種類(lèi)型，即（理想混合流動(dòng)模型）和（理想置換流動(dòng)模型）。2、返混專(zhuān)指（不同時(shí)刻）進(jìn)入反應(yīng)器的物料之間的混合。3、說(shuō)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

11、應(yīng)器返混為（無(wú)窮大），非理想流動(dòng)反應(yīng)器返混為（0到無(wú)窮大）。5、返混帶來(lái)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(duì)反應(yīng)來(lái)說(shuō)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(jiǎn)述理想反應(yīng)器的種類(lèi)？答：通常所指的理想反應(yīng)器有兩類(lèi)：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

12、料以相同的流速和一致的方向進(jìn)行移動(dòng)，不存在不同停留時(shí)間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時(shí)間。5、理想反應(yīng)器設(shè)計(jì)（1）反應(yīng)器計(jì)算的基本內(nèi)容及基本方程（2）各種反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算a）間歇操作釜式反應(yīng)器：特點(diǎn)體積和數(shù)量計(jì)算動(dòng)力學(xué)計(jì)算法XAf t - Cao .XA0dxA 或(-rA)cA一正間歇操作釜式反應(yīng)器達(dá)到一定轉(zhuǎn)化率需要 關(guān)。CaoD的反應(yīng)時(shí)間，只取決于過(guò)程的反應(yīng)速率，與反應(yīng)器的大小無(wú)b）連續(xù)操作釜式反應(yīng)器：基本特征：過(guò)程參數(shù)既不隨時(shí)間變化，也不隨反應(yīng)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(gè)連續(xù)操作的釜式反應(yīng)器：Vrt一一CaoVo（Ta

13、）多個(gè)串聯(lián)連續(xù)操作的釜式反應(yīng)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(yīng)器基礎(chǔ)計(jì)算方程式VrXAf dxAXA0 ( _a)"cj.Vo曲（一1）恒溫恒容的管式反應(yīng)器的計(jì)算：零級(jí)反應(yīng)：八XAfdxA1八-=Ca。n7=CA0XAf0La）k一級(jí)反應(yīng):二級(jí)反應(yīng):XAf - - C A01CA0=lnk CadxA1A0 kCA02(1-XA)2kCA01fxAf1 XA06、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(gè)串聯(lián)的連續(xù)操作釜式反

14、應(yīng)器的組合優(yōu)化：掌握兩釜串聯(lián)，等溫下進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)的優(yōu)化問(wèn)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(jí)不可逆連串反應(yīng)的濃度效應(yīng)和溫度效應(yīng)，會(huì)根據(jù)動(dòng)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(duì)反應(yīng)有利，應(yīng)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(yīng)。A3、平行反應(yīng) 度）的函數(shù)。S（副）均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若E±>E副，選擇性Sp與（濃度）無(wú)關(guān)，僅是（溫P（主）4.如果平行反應(yīng)

15、S（副）均為一級(jí)不可逆反應(yīng)，若£主>£副，提高選擇性SP應(yīng)（升溫）。5、氣相反應(yīng)4A+B-3R+S進(jìn)料時(shí)無(wú)惰性氣體，A與B以3：1的摩爾比進(jìn)料，則膨脹因子A=（C）。A.1/4B.2/3C.-1/4D.-2/36、全混流反應(yīng)器穩(wěn)定的定常態(tài)操作點(diǎn)的判據(jù)為（Qt=Qc）、（dQr/dT<dQc/dT）。7、對(duì)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）28、在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行等溫二級(jí)反應(yīng)A-B,-rA=0.01cAm01川s,當(dāng)Ca0=1mo1/l時(shí)，求反應(yīng)至CA=S01mo1所需時(shí)間t=（D）秒。（D）A.8500B.8900C.9000D.99

16、009、對(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n>0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(duì)于反應(yīng)級(jí)數(shù)n<0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.全混流串接平推流反應(yīng)器P（主）A-11、對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)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(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.TP（主）A-12、對(duì)于單一反應(yīng)組分的平行反應(yīng)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(yīng)器為（B）。全混流反應(yīng)器全混流串接平推流反應(yīng)器2rR = k1c a ,E1 ； rS k2cA , E2 ,當(dāng) E1 > E2 時(shí)如何選擇操A.平推流反應(yīng)器B.C.多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器D.簡(jiǎn)答p住）1、對(duì)于氣固催化反應(yīng)S副）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E1>E2,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(duì)于可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度？答：1）對(duì)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)

18、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(duì)于吸熱反應(yīng)必須考查釜式反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性問(wèn)題。（錯(cuò)）2、釜式反應(yīng)器可用來(lái)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(duì)）3、化工生產(chǎn)上，為了控制300500c的反應(yīng)溫度，常用導(dǎo)生油作熱載體。（錯(cuò)）計(jì)算1、對(duì)硝基氯苯經(jīng)磺化、鹽析制備1-氯-4硝基苯磺酸鈉，磺化時(shí)物料總量為每天5m3,生產(chǎn)周期為13h；鹽析時(shí)物料總量為每天20m3,生產(chǎn)周期為20h。若每個(gè)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(yīng)器進(jìn)行某一級(jí)可逆反應(yīng)AOb,操作條件下測(cè)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(shí)，平均停留時(shí)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)A-P,反應(yīng)開(kāi)始時(shí)反應(yīng)物中不含產(chǎn)物，動(dòng)力學(xué)方程為（-a）=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(gè)按最優(yōu)容積比串聯(lián)的全混流釜進(jìn)行不可逆的一級(jí)液相反應(yīng)，假定各釜操作溫度都相同，已知此時(shí)的速率常數(shù)k=0.92h-1,原料液的進(jìn)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(yīng)A+B一P+S在一全混釜中進(jìn)彳T,速率常數(shù)k=0.05l/mols,CA0=CB0=1.0mo1/l;求：1）xA=50%時(shí)，反應(yīng)器的容積；2）若進(jìn)料流量為1l/min,Ca=0.5mo|/|;求進(jìn)口料液中a的濃度。非均相反應(yīng)器設(shè)計(jì)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(diǎn)）、流化床反應(yīng)器（及其特點(diǎn)）、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；15ds-：飛dv-：1da空隙率的定義、計(jì)算及影響因素;：B：S流體流過(guò)固定床產(chǎn)生

21、壓降的原因；固定床中的傳熱過(guò)程及簡(jiǎn)化處理。（3）流化床反應(yīng)器流化床的壓降計(jì)算；p=Lmf（1-；mf）（：s-：f）g=Lf（1-；m）（s-rf）g=L（1-）（：s-：f）g對(duì)g-s系統(tǒng)：RPf七0sp=L（1-；）：lg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(chēng)為動(dòng)力學(xué)控制。（對(duì)）2 .單位體積的催化劑所具有的表面積稱(chēng)為形狀系數(shù)。（錯(cuò)）3 .固定床的壓力降由流道阻力和分布阻力所組成。（錯(cuò)）4 .固定床反應(yīng)器主要分為（絕熱式）式和（換熱式）式兩大類(lèi)。5 .流體通過(guò)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(dāng)流體流動(dòng)狀態(tài)為湍流時(shí)，以（局部）阻力為主。6 .催化劑有效系數(shù)刀是指實(shí)際反應(yīng)速度與催化劑內(nèi)外表面溫度、濃度相等時(shí)的反應(yīng)速度之比，當(dāng)Y=1時(shí)，反應(yīng)過(guò)程屬于（動(dòng)力學(xué)）控制，當(dāng)Y<1時(shí)，屬于（內(nèi)擴(kuò)散）控制。7 .當(dāng)氣體由下而上流過(guò)催化劑床層時(shí)，由于Uog的不同，床層經(jīng)歷了固定床、流化床、輸送床三個(gè)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300kg/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(shí)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(gè)方面。11 .氣流通過(guò)床層時(shí)，其流速雖然超過(guò)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(chēng)為（A）。A.溝流B.大氣泡C.節(jié)涌D.騰涌12 .氣固系統(tǒng)常見(jiàn)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(jì)算當(dāng)床層膨脹比為3時(shí)，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(dòng)的現(xiàn)象。15 .對(duì)于流化床反應(yīng)器，當(dāng)流速達(dá)到某一限值，床

24、層剛剛能被托動(dòng)時(shí)，床內(nèi)粒子就開(kāi)始流化起來(lái)了，這時(shí)的流體空線速稱(chēng)為（起始流化速度）。16 .對(duì)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(jìn)一步提高時(shí)，床層膨脹均勻且波動(dòng)很小，粒子在床內(nèi)的分布也比較均勻，故稱(chēng)作（散式流化床）。17 .對(duì)于氣一固系統(tǒng)的流化床反應(yīng)器的粗顆粒系統(tǒng)，氣速超過(guò)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(dòng)亦愈劇烈，使床層波動(dòng)頻繁，這種流化床稱(chēng)為（聚式流化床）。18 .對(duì)于氣一固系統(tǒng)的流化床反應(yīng)器，氣泡在上升過(guò)程中聚并并增大占據(jù)整個(gè)床層，將固體粒子一節(jié)節(jié)向上推動(dòng)，直到某一位置崩落為止，這種情況叫（節(jié)涌）。19 .對(duì)于流化床反應(yīng)器

25、，當(dāng)氣速增大到某一定值時(shí)，流體對(duì)粒子的曳力與粒子的重力相等，則粒子會(huì)被氣流帶出，這一速度稱(chēng)為（帶出速度或終端速度）。20 .對(duì)于流化床反應(yīng)器，當(dāng)氣速增大到某一定值時(shí)，流體對(duì)粒子的（曳力）與粒子的（重力）相等，則粒子會(huì)被氣流帶出，這一速度稱(chēng)為帶出速度。21 .對(duì)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(guò)床層，因此人們把氣泡與氣泡以外的密相床部分分別稱(chēng)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(lái)的顆粒都以沉積下來(lái)，只有帶出速度小于操作氣速的那些顆粒才會(huì)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(chēng)作（分離高度）。23 .簡(jiǎn)述聚式流化床的形成？答：對(duì)于氣一固系統(tǒng)的流化床反應(yīng)器的粗顆粒系統(tǒng)，氣速超過(guò)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(dòng)亦愈劇烈，使床層波動(dòng)頻繁，這種流化床稱(chēng)為聚式流化床。24 .簡(jiǎn)述Langmuir等溫吸附方程的基本特點(diǎn)？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(wú)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。25 .氣一固相催化反應(yīng)的動(dòng)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

27、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(lái)；5）脫附下來(lái)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(guò)不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱(chēng)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(diǎn)，但更主要的是床層內(nèi)流體的流動(dòng)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(lái)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VP的球粒子直徑，表達(dá)式dv=。27 .固定床中顆粒的面積相當(dāng)直徑是以外表面aP相同的球形粒子的直徑，表達(dá)式da=。28 .固定床中顆粒的比表面相當(dāng)直徑是以

28、相同的比表面Sv的球形粒子直徑來(lái)表示，表達(dá)式dS=。29 .對(duì)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(duì)于球體而言，S一,對(duì)于其他形狀的顆粒S。（=1、均小于1）31.固定床中的傳熱實(shí)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(gè)方面。簡(jiǎn)答題：1、管式反應(yīng)器的特點(diǎn)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(zhǎng)徑比大于50100。管式反應(yīng)器的特點(diǎn)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(jì)算機(jī)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(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(bǔ)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(lèi)型？其中單段絕熱式固定床可適用于哪些化學(xué)反應(yīng)類(lèi)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(dòng)方向分，固定床反應(yīng)器可分為軸向流動(dòng)和徑向流動(dòng)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(guò)程中允許溫度有較寬變動(dòng)范圍的反應(yīng)；或者反應(yīng)熱效應(yīng)比較大，但反應(yīng)對(duì)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)速率非常快的化學(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

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(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(jiǎn)述均相反應(yīng)及其動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容？答：參與反應(yīng)的各物質(zhì)均處于同一個(gè)相內(nèi)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)稱(chēng)為均相反應(yīng)。均相反應(yīng)動(dòng)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(duì)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(jiǎn)述Langmuir等溫吸附方程的基本特點(diǎn)？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(wú)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(jī)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(yīng)的動(dòng)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(lái)；5）脫附下來(lái)的生成物向催化劑外表面、氣流主體中擴(kuò)散。7、簡(jiǎn)述氣一液反應(yīng)的宏觀過(guò)程：A（g）+bB（l）一產(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

32、產(chǎn)物向氣相主體擴(kuò)散。8、簡(jiǎn)述理想反應(yīng)器的種類(lèi)？答：通常所指的理想反應(yīng)器有兩類(lèi)：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(dòng)，不存在不同停留時(shí)間的物料的混合，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時(shí)間。9、對(duì)于可逆放熱反應(yīng)如何選擇操作溫度？答：1）對(duì)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；

33、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(jiǎn)述固定床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？答：凡是流體通過(guò)不動(dòng)的固體物料所形成的床層而進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱(chēng)作固定床反應(yīng)器。優(yōu)點(diǎn)：催化劑在床層內(nèi)不易磨損；床層內(nèi)流體的流動(dòng)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(lái)獲得較大的生產(chǎn)能力；缺點(diǎn)：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(jiǎn)述流化床反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)？答：優(yōu)點(diǎn)：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(lái)輸送，對(duì)于催化劑迅速失活而需隨時(shí)再生的過(guò)程來(lái)說(shuō)，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)擴(kuò)散阻力，能充分發(fā)揮催化劑的效能。

34、1、缺點(diǎn)：1）氣流狀況不均，不少氣體以氣泡狀態(tài)經(jīng)過(guò)床層，氣一固兩相接觸不夠有效；2）粒子運(yùn)動(dòng)基本上是全混式，因此停留時(shí)間不一。在以粒子為加工對(duì)象時(shí)，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)。計(jì)算題：1、有一反應(yīng)在間歇反應(yīng)器中進(jìn)行，經(jīng)過(guò)8min后，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化掉80%經(jīng)過(guò)18min后轉(zhuǎn)化掉90%求表達(dá)此反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程式。2、等溫下間歇反應(yīng)器中進(jìn)行一級(jí)不可逆液相分解反應(yīng)，5min內(nèi)有50%勺組分A分解，要達(dá)到分解率為75%可需要多少時(shí)間？若反應(yīng)為二級(jí)，則需要多少時(shí)間？3、試證明對(duì)一

35、級(jí)反應(yīng)，在等溫條件下轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.9%所需時(shí)間為轉(zhuǎn)化率達(dá)到50斷需時(shí)間的10倍。又設(shè)反應(yīng)為0級(jí)或2級(jí)，兩者的時(shí)間比為多少？4、在均相恒溫聚合反應(yīng)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(shí)驗(yàn)室內(nèi)用間歇攪拌的燒瓶進(jìn)行可逆反應(yīng)，反應(yīng)2h后，轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.9%。若將反應(yīng)器放大，選用連續(xù)操作釜式反應(yīng)器進(jìn)行此反應(yīng)，其他工藝條件不變，平均停留時(shí)間為2h,試計(jì)算該反應(yīng)的最終出口轉(zhuǎn)化率。6、在恒溫間歇操作釜式反應(yīng)器中，進(jìn)行某一級(jí)液相不可逆反應(yīng)，13min后反應(yīng)物轉(zhuǎn)化掉70%若把此反應(yīng)移到連續(xù)操作管式反應(yīng)器或連續(xù)操作釜式反應(yīng)器中，進(jìn)行，為

36、達(dá)到相同的轉(zhuǎn)化率，所需的空時(shí)空速各位多少？7、計(jì)算直徑3mm高6mm勺固體催化劑的當(dāng)量直徑和形狀系數(shù)。8、某固定床反應(yīng)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(yīng)器內(nèi)進(jìn)行氯乙烯合成的動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)管外徑25mm壁厚2.5mm,催化劑填裝高度25m,床層空隙率0.45,進(jìn)口原料氣組成：乙烯46%氯化氫54%（摩爾分?jǐn)?shù)），反應(yīng)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(shí)間。愛(ài)人者，人恒愛(ài)之；敬人者，人恒敬之；寬以濟(jì)猛，猛以濟(jì)寬，政是以和。將軍額上能跑馬，宰相肚里能撐船。最高貴的復(fù)仇是寬容。有時(shí)寬容引起的道德所動(dòng)比懲罰更強(qiáng)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(dòng)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(duì)自己的指責(zé)和謾罵，時(shí)間是良好的止痛劑，學(xué)會(huì)忘卻，生活才有陽(yáng)光，才有歡樂(lè)。不要輕易放棄感情，誰(shuí)都會(huì)心疼；不要沖動(dòng)下做決定，會(huì)后悔一生。也許只一句分手，就再也不見(jiàn)；也許只一次主動(dòng)，就能挽回遺憾。世界上沒(méi)有不爭(zhēng)吵的感情，只有不肯包容的心靈；生活中沒(méi)有不會(huì)生氣的人，只有不知原諒的心。感