10精細化工反應(yīng)過程與設(shè)備期中考試題答案(工程)

2012－2013學年第一學期試題名稱：精細化工反應(yīng)過程與設(shè)備（期中）適用專業(yè):2010級應(yīng)用化學專業(yè)

9、使用普通夾套換熱，要求換熱介質(zhì)溫度高于℃宜的換熱介質(zhì)為（b壓水混合物有熱體壓飽和蒸汽壓和蒸汽10下面換熱結(jié)構(gòu)可以同時具有換熱和改變物料流動狀態(tài)的是（a.通夾套b短焊接加強夾套式管夾套二、判斷題（每題分，10分）題號

一

二

三

四

總分

1、攪拌良好的釜式反應(yīng)器可以認為符合理想置換流動模型×）得分一、選擇題（將正確答案填在括號內(nèi)，每題1分，10分）1、下面的反應(yīng)(a為幾形進分。

2、細長型的管式反應(yīng)器可近似地看成理想混合反應(yīng)器×）3、因為反應(yīng)速率恒為正值，所以對于原料的反應(yīng)速率表示為rA

dnAVdt

√）a反應(yīng)器b間歇式應(yīng)相反應(yīng)器反應(yīng)器2、某反應(yīng)按照由低溫到高溫變溫操作效果好，則該反應(yīng)器的設(shè)計通常需要（）

4、若反應(yīng)速率的定義式寫成r

1dnVdt

，則在數(shù)值上反應(yīng)組分有關(guān)）和熱量衡算方程聯(lián)立求解料方程、動力學方程b.物料方程、動量衡算方程力學方程量算方程3、某放熱反應(yīng)①從326.0K始在絕熱條件下進行反應(yīng)，在溫度達到373.0K時始等溫反應(yīng)②反應(yīng)始終在373K等行。那么二者達到相同的轉(zhuǎn)化率所需反應(yīng)時間的關(guān)系為（a②＜②②4應(yīng)體積與反應(yīng)器實際體積的比值稱為設(shè)備裝料系數(shù)大小。a.反應(yīng)器容積b.反應(yīng)器內(nèi)物料溫度c.設(shè)備的大小物料的發(fā)泡性

5、化應(yīng)的活化能愈大，溫度對反應(yīng)速率的影響就愈敏感，高溫更有利于高活化能反應(yīng)的進行）6、對于任何反應(yīng)類型，提高反應(yīng)物的濃度均有利目標產(chǎn)物的生成×）7、等溫操作的間歇反應(yīng)器，其傳熱量變化規(guī)律可以根據(jù)化學反應(yīng)速率來確定。（√）8、間式反應(yīng)器與半間歇釜式反應(yīng)器內(nèi)物料的操作參數(shù)均隨時間而變，均屬于非穩(wěn)態(tài)過程√）5、下面攪拌器攪拌流體產(chǎn)生的流型以軸向流為主的是（a式攪拌器式攪拌器槳拌器d錨式器

9、連續(xù)釜式反應(yīng)器穩(wěn)定定常態(tài)操作的必要條件是Qg=Qr

dQgdT

dQdT

r

×）6、將豆油分散到水中制成豆的懸浮液，則該非均相液體的分散過程適宜的攪拌器為（輪式攪拌器b.式攪拌器槳拌器式器7、對于連串反應(yīng)→S,主產(chǎn)物，生成S的應(yīng)數(shù)，生成的應(yīng)級數(shù)為，則適宜選用的反應(yīng)器為（a歇釜式反應(yīng)器單續(xù)反應(yīng)器間釜反器釜串聯(lián)反應(yīng)器8、對于平行反應(yīng)A+BP為物，生成S的應(yīng)為1生成P的反應(yīng)級數(shù)為，則適宜選用的反應(yīng)器為（歇釜式反應(yīng)器單續(xù)反應(yīng)器間釜反器釜串聯(lián)反應(yīng)器

10切線流的優(yōu)點是可以提高夾套的傳熱速率，但對其它過程往往產(chǎn)生不利影響，使攪拌效率降低。因此工業(yè)生產(chǎn)中需要克服之√）三、簡題每5分共30分）1、根據(jù)精細化工產(chǎn)品生產(chǎn)的主要特點說明對化學反應(yīng)器的基本要求？(1)較好的適應(yīng)性，以完成多品種或多步反應(yīng)；(2)使反應(yīng)物有合理的濃度、溫度分布，以盡可能地抑制副反應(yīng)的發(fā)生；(3)結(jié)構(gòu)上應(yīng)能確保傳質(zhì)效果；(4)較強的傳熱能力；(5)求設(shè)備材料、型式和結(jié)構(gòu)具有可靠的機械強度和抗腐蝕性能。1

33AArA323-13333AArA323-133定反應(yīng)器體積依據(jù)的基本方程有哪些？方程的確立包括哪些步驟？確定反應(yīng)器體積依據(jù)的基本方程有：物料衡算式、熱量衡算式、動量衡算式、反應(yīng)

出間歇攪拌釜式反應(yīng)器的絕熱方程，并說明利用其如何預(yù)測裝置的安全性？間歇攪拌釜式反應(yīng)器的絕熱方程為：動力學方程。方程的確立的步驟為：①變量的確定，包括自變量和因變量

TT

x)0②控制體積的確定：即在多大的空間范圍內(nèi)進行各種衡算。其選擇原則是以能把化學反應(yīng)速度視做定植的最大空間。③依據(jù)相應(yīng)理論建立上述衡算式。3.工廠常見的高溫熱源有哪些？化工廠常見的高溫熱源有高壓飽和蒸汽、高壓氣水混合物、有機載熱體、煙道氣、電加熱等。常攪拌附件有哪些？說明其各自的用途和安裝方式。

式中：反應(yīng)體系溫度T—應(yīng)系始度0x—應(yīng)體系某一時刻轉(zhuǎn)化率—反應(yīng)體系初始刻轉(zhuǎn)化率，AA0λ絕熱系數(shù)，即轉(zhuǎn)化率為時反應(yīng)體系的溫度變化。由此絕熱方程，可以計算出絕熱狀態(tài)下，當反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化，即轉(zhuǎn)化率為100%時，反應(yīng)體系所能達到的最高溫度，由此可計算出反應(yīng)體系的對應(yīng)壓力，從而可結(jié)合反應(yīng)器的耐壓極限預(yù)測反應(yīng)的安全性。四、計題每題10分，共50分間式反應(yīng)器中，進行一級不可逆反應(yīng)A+B→R，速率方程為=kC，溫操作，AAK=3m，初始濃度為0.25kmol/時間獲得產(chǎn)品的量為0.9kmol常見的攪拌附件有擋板和導流筒。擋板的作用：加劇流體的湍動程度，消除切線流，提高攪拌器的剪切性能。擋板的安裝方式：貼壁垂直安裝、貼壁傾斜安裝、離壁垂直安裝、離壁傾斜安裝、

每批操作的輔時為1時，使A的率為90%，10m數(shù)為。解：r=kC=kCAAA0A

3

的反應(yīng)釜夠用否？已知裝料系有傳熱蛇管時安裝在蛇管內(nèi)側(cè)。導流筒作用：使槳葉排出的流體在導流筒內(nèi)外形成上下循環(huán)流，從而更嚴格地控制流體流型，并可得到高速渦流和高倍循環(huán)量，從而起到防止短路，強化傳質(zhì)傳熱的

XdxtCCA0A00111lnlnk1x31A

XA0190

dxAkCA0A

1)k

x0

A

dxA1x

A作用。

=0.77+1=1.77hr0導流筒通常作為推進式及渦輪式攪拌器的攪拌附件使用。安裝在攪拌器外側(cè)。

R

V0

25

08m

35.什么連續(xù)釜式反應(yīng)器的操作穩(wěn)定性和安全性高？連續(xù)釜式反應(yīng)器符合理想混合流動模型續(xù)反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物濃度低

V

V

R

7

310m應(yīng)的推動力小，反應(yīng)速度低，熱量產(chǎn)生速度慢，由于攪拌的存在，傳熱效果好，物料均勻，不存在局部過熱。在連續(xù)釜式反應(yīng)器中物料量比較大口條件發(fā)生一定波動時內(nèi)不

10m的釜夠用。在反應(yīng)器中進行以下等溫液相反應(yīng)A+B→R+S，力學式為r=KC，速度常AA數(shù)k=1.25kmolmmin初始濃度，混合物的物料處理量為，設(shè)備的裝料系數(shù)為輔操作時間為求A的化0.95時要的反應(yīng)器進行操作？是很明顯，可保持原有的穩(wěn)態(tài)操作，具有比較高的操作穩(wěn)定性。

解：

A

0

x2

A0A02354e35ppA0A02354e35ppXXAAAA0r0(1-X2AAA095A425595A0A52mVV52VR4m3

x0

A

A2A

rAV

kCCkCXCABA0AB0CXXA0AAr1XCAAB085285)6938m30V38R23m38

X)AAX)A0AVV54100%6%V3.在直徑的應(yīng)內(nèi)有徑0.4m的葉推進式攪拌器擋拌

V

a

V

V

100%

1023

100%34%轉(zhuǎn)速，為1020kg/m，度2X10液體高度1.1m求攪拌功率。若無擋板結(jié)果如何K，K，1221020604解：R102全擋板，

5.釜連續(xù)反應(yīng)器中進行一液相反應(yīng)A+2BR+SC下/Kmol.hr,產(chǎn)品產(chǎn)量為，的度分別為1.2Kmol/m2.5Kmol/m，設(shè)備的裝料系數(shù)為0.70要求A的率達到85%則需要多大的反應(yīng)器夠用？解：rkCCkCX2CXAABA0ABA0APs=Kρnd）2無擋板，≠0φ=0.28n248181

×0.4

=990.3W

CXXAAArX2C)AAB0AA8568h52285)根據(jù)產(chǎn)品產(chǎn)量為計原料處理量為y

18

5

191

F

V0