化学反应过程与设备题库

《化学反应过程与设备》题库一判断题1、釜式反应器可用来进行均相反应，也可用于以液相为主的非均相反应。

√2、釜式反应器的所有人孔、手孔、视镜和工艺接管口，除出料口外，一律都开在顶盖上。

√3、搪玻璃反应釜具有良好的抗腐蚀性，特别适于酸碱交替的反应过程。

×4、对于低粘度液体，应选用大直径、低转速搅拌器，如锚式、框式和桨式。

×5、釜式反应器的夹套高度一般应高于料液的高度，以保证充分传热。

√6、含有固体颗粒的物料及粘稠的物料，不宜采用蛇管式换热器。

√7、当反应在沸腾温度下进行且反应热效应很大时，可采用回流冷凝法进行换热。

√8、计算反应釜理论传热面积时应以反应开始阶段的放热速率为依据。

√9、流化床反应器中加设挡板挡网后，不易形成大气泡，提高了床层对器壁的给热系数。

×10、流化床反应器对于传质传热速度的提高和催化剂性能的发挥均优于固定床反应器。

√11、流化床的操作速度处于临界流化速度和带出速度之间。

×12、大而均匀的颗粒在流化时流动性差，容易发生腾涌现象，添加适量的细粉有利于改善流化质量。

√13催化剂可以加快反应速度，但不改变化学平衡，并对催化反应具有选择性。

√14反映催化剂生产能力的重要指标是时空收率和催化剂负荷。

√15催化剂床层高度越高，操作气速、流体阻力将越大。

√16增加床层管径与颗粒直径比可降低壁效应，提高床层径向空隙率的均匀性。

√17气固相催化反应动力学控制过程包括：吸附、化学反应、脱附；扩散控制过程包括：外扩散、内扩散。

√18催化剂的失活有物理失活和化学失活两种。

×19鼓泡塔内气体为连续相，液体为分散相，液体返混程度较大。

√20当传递速率远大于化学反应速率时，反应速率为扩散控制。

×21由于床层内气流与颗粒剧烈搅动混合，所以流化床反应器床层温度分布均匀，有利于催化剂性能的发挥，转化率提高。

×22换热式固定床反应器可分为中间换热式和冷激式两种。

×23全混流连续操作反应器，反应器内温度、浓度处处均匀一致，故所有物料粒子在反应器内的停留时间相同。

×24流化床反应器对于传质传热速度的提高和催化剂性能的发挥均优于固定床反应器。

√25流化床反应器，需要控制和测量的参数主要有床层压力和温度、流量等。

×理想反应器不存在反混。

√26釜式反应器不存在反混。

√27、化工生产上，为了控制200~300℃的反应温度，常用熔盐作热载体。

×28、化工生产上，为了控制300~500℃的反应温度，常用导生油作热载体。

×29、单位体积的催化剂所具有的表面积称为形状系数。

×30、由于催化反应的吸附、脱附以及表面反应都是与催化剂表面直接有关，故吸附控制、表面反应控制和脱附控制称为动力学控制。

√31、化工生产上常用多孔表面的物质作为助催化剂。

×32、流化床中常见的流化现象是沟流和散式流化。

×33、流化床中常用气体分布板是直孔型分布板。

×34、挡板、挡网和换热器都属于流化床的内构件。

×(A) (B) (C)8.011-kmol h1-W kmol h10-F kmol h1-W kmol h670.321313.282317.4819.1534.5755.93536.21106.242460.92使物料混和均匀,强化传热和传质。

包括均相液体混合；液-液分散；气-液分散；固-液分散；结晶；固体溶解；强化传热等。

5空时，为反应器有效体积与物料初始进料的体积流量的比值.6.固定床反应器在反应器中，若原料气以一定流速通过静止催化剂的固体层，通常把这类反应器称为固定床反应器。

7.流化床反应器若原料气通过反应器时，固体颗粒受流体的影响而悬浮于气流中，这类反应器称为流化床反应器。

8空隙率指催化剂床层的空隙体积与催化剂床层总体积之比，用ε表示。

9.形状系数：用体积相同的球形颗粒的外表面积比上非球形颗粒的外表面积。

五、简述1．管式反应器特点1既适用于液相反应，又适用于气相反应。

2用于加压反应尤为合适。

3具有容积小、比表面大、单位容积的传热面积大。

4操作控制特点5返混少、反应参数连续变化、易于控制的优点。

6对于热效应不大的放热反应，常用绝热变温操作，2.固定床反应器特点a.操作中气流可看成是理想置换，完成相同的生产任务所需要的有效体积小，催化剂用量少。

b.气体的停留时间可以严格控制，有利于选择性的提高。

c.催化剂不易磨损，可长时间连续使用。

d.可用于高温高压下操作。

缺点：a.导热性能差，温控难。

b.难于使用小颗粒催化剂。

c.催化剂再生、更换均不方便等。

答案关键词：理想置换流动，转化率，选择性，生产能力，长期使用2..硫化床反应器特点（1）传热效率高，床内温度易于维持均匀。

——这对于热效应大而对温度又很敏感的过程是很重要的，因此特别地被应用于氧化、裂解、焙烧以及干燥等各种过程。

（2）大量固体粒子可方便地往来输送。

——这对于催化剂迅速失活而需随时再生的过程（如催化裂化）来说，正是能否实现大规模连续生产的关键。

此外，单纯作为粒子的输送手段，在各行业中也得到广泛应用。

（3）可采用细颗粒催化剂，可以消除内扩散阻力，充分发挥催化剂的效能。

（1）气流状况不均，不少气体以气泡状态经过床层，g-s两相接触不够有效，在要求高转化率时，这种状况更为不利。

（2）粒子运动基本上是全混式，因此停留时间不一，在以粒子为加工对象时，可影响产品质量的均一性，且转化率不高；另外粒子的全混也造成气体的部分返混，影响反应速度和造成副反应的增加。

（3）粒子的磨损和带出造成催化剂的损失，并要有旋风分离器等粒子回收系统。

答案关键词：悬浮端动，比表面积，返混，催化剂损失3.釜式反应器中搅拌器形式如何选择？答案：在一般情况下，对低黏性均相液体混合，可选用任何形式的搅拌器；对非均相液体分散混合，选用旋桨式、涡轮式搅拌器为好；在有固体悬浮物存在，固液密度差较大时，选用涡轮式搅拌器，固液密度差较小时，选用桨式搅拌器；对于物料黏性很大的液体混合，可选用锚式搅拌器。

答案关键词：低黏性，非均相液体，固体悬浮物，密度差，黏性很大4. 试述管式反应器的适用范围及特点？答案：管式反应器主要用于气相或液相连续反应过程，具有容积小，比表面大，返混少，反应混合物连续性变化，易于控制等优点。

但对于慢速反应，存在需要管子长，压降较大等不足。

答案关键词：气相或液相，比表面大，返混少，易于控制5.为什么说催化作用属于动力学范畴而与热力学无关，明确这点对实际工作有何意义？答案：催化剂在反应循环前后其状态不变；催化作用的实质是降低反应活化能，提高反应速度，因而属于动力学范畴而与热力学无关。

意义体现在三点：一是催化剂不能催化在热力学上不可能发生的反应，二是催化作用不能改变化学平衡，三是能加快反应速度、降低能耗、提高设备生产能力。

催化作用的本质在于能通过降低反应活化而达到加速反应的目的，缩短达到平衡的时间。

答案关键词：状态不变，活化能，热力学，化学平衡6.何谓催化剂的“三性”，有何重要意义？答案：催化剂活性、选择性和稳定性通称为催化剂的“三性”。

催化剂的“三性”是衡量催化剂性能好坏的重要指标：提高原料转化率即催化剂活性，可以提高催化剂的生产能力，这是首要因素；提高催化剂的选择性，可以提高原料利用率，降低分离设备与操作费用；催化剂的活性与选择性往往是矛盾的，受热力学限制，需要通过经济衡算来定；由于催化剂失活、再生与更换需要停车，因而延长催化剂的寿命，对提高生产能力、降低生产成本、使其具有工业使用价值具有重要作用。

答案关键词：活性，选择性，稳定性，指标7.固体催化剂中活性组分、助催化剂和载体的大概区别是什么？答案：催化剂的主体是活性组分与助催化剂，它在催化反应中起决定性、主导作用。

助催化剂单独存在时没有或仅有很少活性，但它与活性组分组合后能显著改善催化剂的催化性能。

而载体主要是作为沉积催化剂的骨架，使催化剂主体能在其表面上分散开来，从而得到更有效的利用，并能改善催化剂的机械强度。

载体一般为多孔性物质，能提供足够的内表面，同时热容量要大、机械强度高。

答案关键词：主导作用，改善催化剂性能，多孔性物质8.简要说明催化剂的制备步骤？答案：（1）基体的制备指在催化剂生产过程中，有效组分已形成初步结合的固体半成品。

在这一阶段，催化剂已具备所必要的组分，各活性组分之间、活性组分与助催化剂之间、活性组分和助催化剂与载体之间是以简单混合、吸附已形成初步结合关系，生成固溶体乃至化合物。

（2）成型将催化剂基体制成特定的几何形状和尺寸要求的过程，使最终催化剂具有一定的机械强度。

催化剂的形状是多样的，一般以球状、小圆柱状、片状、条状、环状为多，也可以是蜂窝状、粉未状或不规则的粒状等。

（3）活化通过活化处理可以改变基体的性质，使之满足最终化学组成、结构要求的催化剂。

答案关键词：基体，成型，活化间歇釜反应器的生产特点是什么？答案：近似为全混流理想流动模型。

分批进行，在反应期间，反应器中没有物料进出。

反应器内温度、浓度、反应速率处处均匀一致且随时间逐渐变化，是不稳定过程，存在非生产时间。

答案关键词：分批，没有物料进出，不稳定过程9.什么是流态化？形成流态化的三个阶段是什么？答案：流态化：固体颗粒象流体一样进行流动的现象。

三个阶段：①.流速较低时，固体颗粒静止不动，床层的空隙率及高度都不变，为固定床阶段。

②.流速增大到高于初始流化的流速时，即进入流化状态。

随着流速的继续增加，床层随流速的增加而不断膨胀，床层空隙率ε随之增大，为流化床阶段。

③当气流速度升高到某一极限值时，流化床上界面消失，颗粒分散悬浮在气流中，被气流带走，为输送床阶段。

答案关键词：流速，固定床，流化床，输送床10. 何谓临界流化速度？其影响因素是什么？答案：临界流化速度是指刚刚能够使固体颗粒流化起来的空床流速。

影响临界流化速度的因素有颗粒直径、颗粒密度、流体黏度等。

答案关键词：空床流速，颗粒直径，颗粒密度，流体黏度11.流化床反应器上部设有扩大段的目的是什么？答案：为了尽量减少气体中带出的颗粒，一般流化床反应器的上部设有扩大段。

在工程上，扩大段常常取决于过滤管或旋风分离器的安装要求，流化床反应器是否设置扩大段，取决于粉尘回收量的多少及颗粒回收装置的尺寸大小等具体情况。

答案关键词：减少带出颗粒，粉尘回收量，回收装置12.何谓鼓泡塔反应器？其结构特点是什么？答案：气体以鼓泡形式通过催化剂液层进行化学反应的塔式反应器，称作鼓泡塔反应器。

它具有结构简单、运行可靠、易于实现大型化，适宜于加压操作，在采取防腐措施（如衬橡胶、瓷砖、搪瓷等）后，还可以处理腐蚀性介质等优点。

但鼓泡塔内液体返混严重，气泡易产生聚并，故效率较低，且不能处理密度不均一的液体，如悬浊液等。