典型反应器练习题2
反应器设计与分析考试试题
反应器设计与分析考试试题一、选择题1. 下列哪种反应器是用于涉及气相反应的系统A. 管式反应器B. 搅拌式反应器C. 固定床反应器D. 扩展床反应器2. 下面哪种类型的反应器被广泛应用于石油加工工业A. 膜反应器B. 流化床反应器C. 微波反应器D. 固定床反应器3. 对于多相反应器，往往需要选择适当的催化剂。
下面哪种催化剂可用于液体相反应A. 酶B. 铁C. 贵金属D. 活性炭4. 异相反应器的主要设计参数包括哪些A. 流量、温度、压力B. 催化剂浓度、反应物浓度C. 反应器尺寸、形状D. 反应时间、转化率、选择性5. 下列哪一项是选择高压反应器的优势A. 降低催化剂的使用量B. 缩短反应时间C. 提高转化率D. 实现多相反应二、简答题1. 请简要解释反应器的选择是根据哪些因素进行的？2. 请简要介绍连续流动反应器的工作原理及其适用性。
3. 请解释两相反应器中连续相与离散相之间的质量传递。
4. 请描述液相反应器设计中的双曲线法。
5. 简要介绍流化床反应器，并列举其在化工领域中的应用。
三、计算题1. 利用反应器设计的基本方程，计算以下反应器的体积：对流顶空反应器，反应室内的活性质量为100 kg，反应产物在800 °C下以稳定状态脱离反应器，空气中氧的流量为0.2 kg/s，氮的流量为0.8 kg/s。
反应物在反应器中停留时间为10 s。
2. 一体连续流动反应器的转化率为0.8，反应速率方程为r = kC，溶液中的反应物浓度为2 mol/L。
假设该反应器为齐相反应，求该反应器的反应速率常数k值。
参考答案：一、选择题1. C2. B3. A4. D5. B二、简答题1. 反应器的选择通常取决于以下因素：反应类型、反应条件（温度、压力）、反应物性质、反应物浓度、转化率、选择性、催化剂选择、反应物进料方式、反应器的操作难度和经济性等。
2. 连续流动反应器是指反应物以连续的方式流入反应器，反应产物以连续的方式流出反应器。
华东理工大学《化工设备设计》反应器习题及答案
华东理工大学《化工设备设计》反应器习题及答案一、填充：1．搅拌装置包括、搅拌轴及搅拌器。
2．搅拌器称搅拌浆或叶轮。
它的主要功能是提供过程所需要的能量和适宜的流动状态以达到过程的目的。
3．根据的速度，当速度时为循环；当要求有效地混合或进行其它、、等操作时，必须提高速度已形成强烈的扩散及流动。
4．典型的搅拌器有浆式、柜式和锚式、推进式、涡轮式等。
5．搅拌器浆叶按搅拌器的运动方向与浆叶表面的角度可分为三类：平叶、折叶和螺旋面叶，浆式、涡轮式、框式和锚式的浆叶都是平叶和折叶；推进式、螺杆式和螺带式的浆叶为螺旋面叶。
6．或的尺寸是指和的宽度。
它影响的排出量及动力消耗，即影响效果和的功率。
尺寸的选择与其及尺寸有关。
7．浆叶的主要影响搅拌器消耗的，在液体中，范围内消耗几乎与浆叶成正比，而在液体中，仅在浆叶范围较小时，消耗随浆叶增加而增加，当至一定范围以上，动力则不随浆叶增加而变化。
8．一个完整的选型方案必须满足效果、安全与经济。
9．导流筒的作用在于提高效果。
一方面它提高了对液体的程度，加强了搅拌器对液体的直接作用，同时又确立了充分的流型，使反应器内所有的物料均可导流筒内的强烈，提高效率。
10．使搅拌器形状、尺寸和转速、液体性质、反应器的尺寸和内部附件以及搅拌器在反应器内的。
11．影响搅拌的主要参数可归纳为搅拌器的，被搅拌液体的，反应器及搅拌器的。
12．的影响主要在条件下，一些被升举到以上，而这种升举力需克服而耗功。
13．几何包括反应器的，液面、挡板的及，搅拌器、搅拌器浆叶的、搅拌器距器底的、涡轮叶片等。
14．反应器中的流动可根据Re 的大小分为层流、过渡流和。
15．在层流区搅拌功率与液体粘度成正比，与搅拌器转速平方成正比，与搅拌器直径的三次方成正比。
16、在湍流区时，多种搅拌器如果相同，只要浆叶和浆叶的相等，则它们的相等；并且在湍流区时反应器内搅拌器的安装对搅拌影响很小，所以如果安装浆叶，只要符合与相等这一条件，则它们的也相等。
反应器 (2)
例2：条件同例1，采用CSTR。
解：
C0 1 C0 1 t ( 1) ( 1 ) 107.6 min k Ci 0.92 0.01C0
显然远大于CMB，这是因CMB是在CO下，而CSTR 是在Ce下进行的。 多个CSTR串联使用时：
1 2 3 n
co
C1
C2
Cn-1
cn
如为一级反应，则有
物料衡算式为：
dCi V Q C Q C i V r (C i ) dt 0
按稳态考虑，即 dC i 0 ，于是：
dt
QC0 QCi Vr (Ci) 0
设为一级反应， r（Ci）=-kCi，则 故：
QC0 QCi VkCi 0
C0 1 C0 1 t ( 1) k Ci Ci 1 kt 可求出反应器体积V： V Qt
设为二级反应，r（Ci）=-kCi2，则：
ci t c o 1 1 1 dCi k (C C ) 2 i 0 kCi
例1：某消毒实验，采用CMB反应器，由试验知为一 级反应，且k=0.92/min。求细菌被灭活99%时所需 时间为多少？
CoCi Co 99% Ci 0.01Co 1 Ci 1 0.01Co t k ln Co 0.92 ln Co 5 min
dCi J D dx c c
式中：D ——称紊流扩散系数，
C
无论分子扩散或紊流扩散，若在扩散过程 的起端不断由外界投入新的扩散物质而在 终端不断将扩散物质输出，扩散将不断地 进行下去，空间各点的浓度分布将始终保 持不变——稳定扩散
水处理（给水和污水）过程的实现往往离不 开一定型式的反应器。
• 这里主要讨论两类：理想反应器和实际反应器。 理想反应器并不是真正的实际存在的反应器，而是 人为地做了某些假设条件以利于研究分析。常见的 两类理想反应器是真实反应器的两种极端情况：
化学反应工程习题库2
k=0.0725 ，反应活化能E=347.3kJ/mol。反应气体按理想气体处理，年工作日按330天
计算。试设计用φ50mm、长12m管子并联制作工业规模管式反应器的列管根数和反应器的
空时τ。
综合练习题
3-3某化工车间的主要产品的生产过程是70℃下进行的等温自催化反应：Ａ＋Ｒ→２Ｒ，已
知其速率方程为：-ｒA＝kCACR，kmol／(m3·h)，测得在此温度下的速率常数
10-3m3/s下，流入内径为0.025m、长为2m的管式平推流反应器中，此时可以获得0.60的转
化率。为了设计处理能力为8.89×10-2m3/s的工业反应器，若此时原始物料中含有50%的A
⒋某单一反应，其反应速率的倒数（1/-rA）与关键组分的转化率xA呈单调下降关系，则在同
等条件下应优先选择
()
①平推流或间歇操作的全混流 ②全混流 ③多釜串联全混流 ④全混流后串联平推流式
综合练习题
⒌二级不可逆反应
rA
kC
2 A0
(1
x A ) 2 的容积效率η为
(
①1 ⒍某反应
A
+②B(—1 →xRA ,)
综合练习题
⒒说出流化床数学模型中有代表性的第Ⅱ级模型——气泡两相模型的基本假定并列出反应
为一级不可逆、乳相为全混流时的未转化率模型 。(8分)
⒓简要说明描述气-液两相流传质模型的惠特曼模型的基本假定或要点并列出气相量、液相量
总括传质系数KGA、KLA与气膜、液膜传质系数kGA、kLA和亨利常数HA之间的关系式。
()
①
＝1 ②
＝0 ③ 0＜ ＜1 ④
＞1
⒔平推流反应器中流体浓度分布的特点是:
()
① 轴向上处处相同,径向上不同;
化学反应工程习题及答案二
1. 化学反应过程按操作方法分为_______、______、_______操作。
（分批式操作、连续式操作、半间歇式）2. 反应器的型式主要为（釜）式、（管）式、（塔）式、（固定）床和（流化）床。
3. 理想流动模型是指（平推流）模型和（全混流）模型。
5.间歇釜式反应器有效体积不但与（反应时间）有关，还与（非生产时间）有关。
6. 对于平行反应，提高反应物浓度，有利于（级数高）的反应，降低反应物浓度有利于（级数低）的反应。
化工生产中应用于均相反应过程的化学反应器主要有（釜式）反应器和（管式）反应器。
7. 平行反应AP(主)S(副)均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，选择性S p 与_______无关，仅是_______的函数。
（浓度、温度）主-副大于0，是吸热反应！8. 如果平行反应)()(副主S A P A →→均为一级不可逆反应，若主E ＞副E ，提高选择性P S 应_____。
(提高温度)9.理想反应器是指_______、_______。
[理想混合（完全混合）反应器、平推流（活塞流或挤出流）反应器]8.全混流反应器的返混_______。
（最大） 平推流反应器的返混为_______。
（零）9.对于循环操作的平推流反应器，当循环比β→0时为_______反应器，而当β→∞时则相当于_______反应器。
10.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理示踪法来测定的，根据示踪剂的输入方式不同分为_______、_______、_______。
（脉冲法、阶跃法、周期示踪法）11.平推流管式反应器t t =时，E （t ）=_______。
（∞）12.平推流管式反应器t t ≠时，E （t ）=_______。
（0）13.平推流管式反应器t t ≥时，F （t ）=_______。
（1）14.平推流管式反应器t ＜t 时，F （t ）=_______。
（0）15.平推流管式反应器其E （θ）曲线的方差=2θσ_______。
化学反应器复习题
一、选择题1、釜式反应器可用于不少场合，除了（）。
A、气－液B、液－液C、液－固D、气－固2、在同一温度下，反应的活化能越大，则反应速度________。
（）A越快B不变C越慢D无法确定3、反应釜中如进行易粘壁物料的反应，宜选用________搅拌器。
（）A桨式B锚式C涡轮式D螺轴式4、化学反应器中，填料塔适用于（）A、液相、气液相B、气液固相C、气固相D、液固相5、能适用于不同工况范围最广的搅拌器形式为：A．桨式B．框式C．锚式D．涡轮式6、经常采用压料方式放料的反应器是：A、高压釜B、不锈钢釜C、铅釜D、瑭瓷釜7、对于反应级数n 大于零的反应，为了降低反应器体积，选用（）A 平推流反应器B 全混流反应器C 循环操作的平推流反应器D 全混流反应器接平推流反应器8、对于液液非均相分散过程，要求增大两相接触面积，最好采用下例那种搅拌器较为合适？（）A 涡轮式B 推进式C 桨式D 螺杆式9、氨合成塔由构成。
A、塔体和内件B、塔体和催化剂C、塔体和冷管D、塔体和接管10、固定床反应器，（）。
A、原料气从床层上方经分布器进入反应器；B、原料气从床层下方经分布器进入反应器；C、原料气可以从侧壁均匀的分布进入；D、反应后的产物也可以从床层顶部引出。
11、通常对气固相放热催化反应而言，下列四种类型的反应器中相对采用较少的类型是：。
A、多段绝热式固定床反应器，段间采用间接换热形式；B、多段绝热式固定床反应器，段间采用直接冷激形式；C、沸腾床反应器，反应器中设置换热单元；D、列管换热式反应器，管间采用间接换热的形式。
12、对于气固相反应，当要求有较高转化率，要求催化剂底层有温度分布时，所选用反应的一般为：（）A.流化床B.固定床C.鼓泡塔D.反应釜13、反应釜加强搅拌的目的是（）A 强化传热与传质B 强化传热C 强化传质D 提高反应物料温度14、当固定床反应器操作过程中发生超压现象，需要紧急处理时，应按以下哪种方式操作（）A、打开入口放空阀放空B、打开出口放空阀放空C、降低反应温度D、加入惰性气体15、对于化学反应A + B →F（主反应），B + F →S（副反应）为了提高选择性应采用下列哪种操作方式（）A、间歇操作B、半间歇操作：一次性加入A 物质，B 物质连续加入C、连续操作D、半间歇操作：一次性加入B 物质，A 物质连续加入16、对气-固相反应，适宜的反应器应该是（）A、反应釜B、鼓泡塔C、裂解炉D、固定床17、间歇操作的特点是（）A、不断地向设备内投入物料B、不断地从设备内取出物料C、生产条件不随时间变化D、生产条件随时间变化18、平推流的特征是（）A、进入反应器的新鲜质点与留存在反应器中的质点能瞬间混合；B、出口浓度等于进口浓度；C、流体物料的浓度和温度在与流动方向垂直的截面上处处相等，不随时间变化；D、物料一进入反应器，立即均匀地发散在整个反应器中19、一个反应过程在工业生产中采用什么反应器并无严格规定，但首先以满足（）为主A、工艺要求；B、减少能耗；C、操作简便；D、结构紧凑20、一般反应器的设计中，哪一个方程式通常是不用的（）A、反应动力学方程式；B、物料衡算式；C、热量衡算式；D、动量衡算式21、低温下常用的载热介质是。
化学反应工程试题 (2)
化学反应工程原理一、选择题1、气相反应CO + 3H 2CH 4 + H 2O 进料时无惰性气体，CO 与2H 以1∶2摩尔比进料，则膨胀因子CO δ=__A_。
A. -2B. -1C. 1D. 22、一级连串反应AS K 12P 在间歇式反应器中，则目的产物P 的最大浓度=max ,P C ___A____。
A. 122)(210K K K A K K C - B. 22/1120]1)/[(+K K C A C. 122)(120K KK A K K C - D. 22/1210]1)/[(+K K C A3、串联反应A → P （目的）→R + S ，目的产物P 与副产物S 的选择性P S =__C_。
A. A A P P n n n n --00 B. 00A P P n n n - C. 00S S P P n n n n -- D. 00R R P P n n n n -- 4、全混流反应器的容积效率η=1.0时，该反应的反应级数n___B__。
A. ＜0B. =0C. ≥0D. ＞05、对于单一反应组分的平行反应AP(主)S(副)，其瞬间收率P ϕ随A C 增大而单调下降，则最适合的反应器为____B__。
A. 平推流反应器B. 全混流反应器C. 多釜串联全混流反应器D. 全混流串接平推流反应器6、对于反应级数n ＞0的不可逆等温反应，为降低反应器容积，应选用____A___。
A. 平推流反应器B. 全混流反应器C. 循环操作的平推流反应器D. 全混流串接平推流反应器7、一级不可逆液相反应A2R ，30/30.2m kmol C A =， 出口转化率7.0=A x ，每批操作时间ht t 06.20=+，装置的生产能力为50000 kg 产物R/天，R M =60，则反应器的体积V 为_C_3m 。
A. 19.6B. 20.2C. 22.2D. 23.48、在间歇反应器中进行等温一级反应A → B ，s l mol C r A A ⋅=-/01.0，当l m ol C A /10=时，求反应至l mol C A /01.0=所需时间t=____B___秒。
第七章 生物反应器习题
第七章生物反应器习题1.何谓恒化器，何谓恒浊器，二者有何区别？2.某一酶促反应可以米氏方程表达，已知Km = 0.03mol/ L, r m=13 mol /(L⋅min),底物流量F = 10L/ min, 入口底物浓度S in= 10mol /L，底物的95%转化为产物，计算以下反应器条件下所需反应器体积：（1）CSTR 条件下；（2）CPFR 条件下。
3． 初始浓度为0.1mol /m3的麦芽糖在酶的作用下加水水解生成葡萄糖， 底物流量F = 0.002m3/ s ，转化率χ = 80%，反应符合米氏反应规律，r max= 4.39 ×10 -3mol/( m3⋅s) ,K =1.03mol /m3。
求（1）采用单级CPFR 反应器时所需体积；（2）采用单级CSTR 反应器时所需体积；（3）其他条件不变，采用两个CSTR 反应器时的反应体积；比较上述3 种情况。
4．利用海藻酸钙凝胶包埋法固定化葡萄汁酵母，采用填充床式反应器，连续加入葡萄糖底=0.80的反应器。
生物反应可采用米氏方程物，产物为乙醇。
试设计一确定保转化率χ2来描述，已知， K′= 1.74 ×102mol /m3。
空隙率为0.4; 入口处底物浓度为S in =10mol /m3；底物流量F = 5.0×10-3m3/ s 。
5. 带有挡板的通用式发酵罐，罐直径D1=0.5m，安装涡轮搅拌器，转速为150rpm，若以单位体积搅拌功率一定，放大至D2=1.5m，问大型罐涡轮搅拌器的转速N2 为多少？另外，若两罐内的液体循环速度相同，N2 为多少？假定以上各状态反应液均为湍流状态。
6. 有一发酵产品，采用具有六弯叶涡轮搅拌器的通用式发酵罐进行实验。
经小罐到大罐逐步放大，试验证明：这种发酵能有效地采用单位体积等功率地放大方法。
最后在500L 中间规模试验发酵罐中，得到最高产率时地工艺条件是：搅拌转速为300r/min；风量比0.3m3/（m3•min），并测得在通风情况下得功率消耗为0.53kW。
化工原理习题及答案 釜式反应器
化工原理习题及答案釜式反应器3 釜式反应器3.1在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应： 325325+→+CH COOC H NaOH CH COONa C H OH 该反应对乙酸乙酯及氢氧化钠均为一级。
反应开始时乙酸乙酯及氢氧化钠的浓度均为0.02mol/l ，反应速率常数等于5.6l/mol.min 。
要求最终转化率达到95%。
试问： （1） （1） 当反应器的反应体积为1m 3时，需要多长的反应时间？（2） （2） 若反应器的反应体积为2m 3，，所需的反应时间又是多少？解：（1）00222000001()(1)110.95169.6min(2.83)5.60.0210.95===⨯---=⨯=⨯-⎰⎰Af Af X X AA A A A A A A A A A dX dX X t C C R k C X kC X h(2) 因为间歇反应器的反应时间与反应器的大小无关，所以反应时间仍为2.83h 。
3.2拟在等温间歇反应器中进行氯乙醇的皂化反应：223222+→++CH ClCH OH NaHCO CH OHCH OH NaCl CO 以生产乙二醇，产量为20㎏/h ，使用15%（重量）的NaHCO 3水溶液及30%（重量）的氯乙醇水溶液作原料，反应器装料中氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为1：1，混合液的比重为1.02。
该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级，在反应温度下反应速率常数等于 5.2l/mol.h ，要求转化率达到95%。
（1） （1） 若辅助时间为0.5h ，试计算反应器的有效体积； （2） （2） 若装填系数取0.75，试计算反应器的实际体积。
解：氯乙醇，碳酸氢钠，和乙二醇的分子量分别为80.5,84 和 62kg/kmol,每小时产乙二醇：20/62=0.3226 kmol/h每小时需氯乙醇：0.326680.591.11/0.9530%⨯=⨯kg h每小时需碳酸氢钠：0.326684190.2/0.9515%⨯=⨯kg h原料体积流量：091.11190.2275.8/1.02+==Q l h氯乙醇初始浓度：00.32661000 1.231/0.95275.8⨯==⨯A C mol l反应时间：02000110.952.968(1) 5.2 1.23110.95===⨯=-⨯-⎰⎰AfAf X X A A A A B A A dX dX t C h kC C kC X 反应体积：0(')275.8(2.9680.5)956.5=+=⨯+=r V Q t t l（2） （2） 反应器的实际体积：956.512750.75===r V V lf3.3丙酸钠与盐酸的反应：2525+⇔+C H COONa HCl C H COOH NaCl为二级可逆反应（对丙酸钠和盐酸均为一级），在实验室中用间歇反应器于50℃等温下进行该反应的实验。
反应器专业题库
反应器一、反应器按制造材质的分类：反应器按制造材质可分为热壁反应器和冷壁反应器两种。
1. 热壁反应器：采用能抗高温氢腐蚀的鉻钼钢制造筒体，这种反应器结构简单，制造方便，便于安装。
国外鉻钼钢较多，因此多采用热壁反应器。
2. 冷壁反应器：采用隔热混凝土衬在反应器内壁，使反应器筒体壁温由530-570℃降到200℃以下，这样使氢气达到筒体时的温度大为降低，可避免高温氢腐蚀的出现，筒体材质可选用碳钢，常用16Mn钢。
冷壁反应器在隔热混凝土之内应加一个1Cr18Ni9Ti的不锈钢衬筒，以防混凝土破落污染催化剂。
二、反应器按油气的流动方向分类：反应器按油气的流动方向可分为轴向反应器和径向反应器。
1. 轴向反应器：轴向反应器是指流体通过催化剂床层沿轴向方向流动，它是柱型筒体，入口有入口分配器，出口设有油气收集器。
它的优点是结构比较简单，缺点是床层压降较大。
2. 径向反应器：径向反应器是指流体通过催化剂床层沿半径方向流动。
它的内壁均布扇形筒，使油气在反应器内形成径向流动，中心管是径向反应器的重要组成部分。
它是由内管、定距圆钢和外包丝网或外包冲孔板构成。
因为在径向反应器中，油气的流通面积是比轴向反应器横截面积大得多的环形通道，且床层厚度也比轴向反应器薄，所以它的床层压降较小，这是径向反应器的最大优点。
三、轴向反应器的主要零部件：1.衬里：通常用0Cr25Ni13不锈钢抗H2S腐蚀材质做成。
2.入口扩散器：作用是使油气均匀分配，防止冲分配盘。
3.分配盘：通常用泡帽盘分块形式。
4.除垢篮筐：作用是去除积垢，如FeS等杂质。
5.催化剂支承盘：通常采用T型结构。
6.急冷箱：由冷氢盘、再分配盘和连通管组成。
7.催化剂卸料口及反应产物的出口：8.附属设施：包括裙座、壁温测点及热电偶口。
四、轴向反应器的主要零部件介绍：1.反应器进口扩散器：反应器进料从入口进入反应器，一般流速较大，而且集中在反应器中部，为防止其直接冲到分配板上，故在反应器入口处袋一个扩散器。
典型反应器练习题2
典型反应器练习题21．在间歇操作的理想搅拌釜式反应器中，用醋酸和丁醇生产醋酸丁酯，反应方程式为：CH3COOH+C4H9OH CH3COOC4H9+H2O反应物配比为：n (醋酸) ：n(丁醇)=1 ：4.97。
假设反应前后物料密度不变，均为750 kg·m-3。
当反应在373 K下进行，醋酸转化率达50％时需800 s，而加料、卸料、清洗等辅助时间为1200 s。
现要求每天生产2400 kg醋酸丁酯，试计算反应釜的容积（装料系数=0.75）2．在全混流反应器中进行二级反应A—→R，反应速度方程为(-r A)=kc，转化率为50％。
若将反应器体积放大为原来的6倍，其它条件保持不变，试问转化率有何变化？3．某一均相液相反应A—→R，其动力学方程为：(-r A)=kc A k=0.20 min-1当该反应在一个间歇操作的理想搅拌釜式反应器中进行时，反应物A的起始浓度c A,0=4.0×103mol·m-3，最终转化率x A＝90％。
该反应器有效容积为1.0 m3，每天只能处理3釜料液。
（1）现拟将搅拌釜由间歇操作改为连续操作，并使之达到全混流，试问每天处理物料液量将可增大多少倍？（2）若改造后的全混流反应器，每天处理物料液量增大到36 m3，试问出口转化率将发生多大变化？A的出口浓度将会多大4．在体积为5×10-3 m3的连续操作理想搅拌釜中进行不可逆液相反应：A—→2R，反应物以c A,0=1×103 kmol·m-3的浓度加入。
此反应的反应速度方程为：(-r A)=0.0036c A，mol·s-1·m-3试求：（1）若进料的体积流量为2×10-6 m3·s-1，则出口处R的浓度为多少？（2）其它操作条件不变，反应改为在相同体积的活塞流管式反应器中进行，要求产物R的出口浓度为1.5×103mol·m-3，则进料的体积流量可达到多少？5．用全混流反应器进行拟一级不可逆反应—乙酸酐水解，其反应式为：(CH3CO)2O+H2O—→2CH3COOH在40 ℃时，反应速度常数k=6×10-3 s-1。
化学实验反应器操作技能考核试卷
一、单项选择题
1. C
2. C
3. B
4. C
5. C
6. D
7. C
8. A
9. B
10. C
11. C
12. D
13. B
14. D
15. C
16. C
17. D
18. A
19. D
20. A
二、多选题
1. ACD
2. ABCD
3. ABCD
4. ABC
5. ABC
6. ABCD
7. ABCD
A.过氧化氢分解
B.高锰酸钾加热
C.碘量法
D.水电解
11.以下哪些因素会影响沉淀的形成？（）
A.溶液的pH值
B.溶液温度
C.溶剂种类
D.溶质浓度
12.以下哪些实验技术属于光谱分析？（）
A.红外光谱
B.质谱
C. UV-Vis光谱
D.核磁共振
13.以下哪些物质可以通过电解水制得？（）
A.氢气
B.氧气
C.氯气
A.过滤
B.蒸发
C.结晶
D.蒸馏
15.以下哪个实验操作可以去除溶液中的悬浮固体？（）
A.蒸发
B.结晶
C.过滤
D.萃取
16.以下哪个实验仪器用于精确测量体积？（）
A.量筒
B.烧杯
C.移液管
D.漏斗
17.以下哪种现象属于化学吸附？（）
A.氮气在活性炭上的吸附
B.氨气在酸性溶液中的吸附
C.水蒸气在硅胶上的吸附
2.在化学实验中，如果需要从反应混合物中分离出纯净的产物，你会采用哪些方法？请结合具体化学反应的例子，说明你的分离方法及其原理。
反应工程习题2
20.87- 0.5(0.1 y –3.5)
H2
62.6
62.6- 1.5(0.1 y – 3.5)
Ar
7.07
7.07
CH4
5.89
5.89
反应后的总摩尔数为：
解得y=94 mol
各组分的分率及分压值为：
NH3 N2 H2 Ar + CH4 反应速率为：
10% 19.06% 57.18% 13.79%
解：先用积分法求其动力学方程。 设为一级别可逆反应，其速率表达式为：
积分得：
用作图。 T/h 0 1 2 3 4 5 6 7 8
Ln(CA0/CA) 0 0.442 0.832 1.253 1.609 2.108 2.457 2.862 3.438 作图得一直线，其斜率为0.425h-1，故所设一级反应是合理的，其动力 不方程可表示为：
83.3
67.6
50.0
38.5
29.4
22.2
20Βιβλιοθήκη 30405060
70
试求当进口原料气体流量为50mL/min 时CO转化速率。
解：是一个流动反应器，其反应速率式可用(2.7)式来表示
故反应速率可表示为：
用XA~VR/Q0 作图，过VR/Q0=0.20 min 的点作切线，即得该条件下的 dXA/d (VR/Q0) 值a。
（2）若这两个反应的动力学方程分别：
则出口处二甲基苯的生成速率是多少？ 解： 以100kmol为计算基准，设X为三甲基苯的转化率，Y为生成 的甲苯摩尔数。
（1） 用物料衡算求出口气体组成：
组分名称
X=0 时
X=0.8时
三甲基苯（A）
33.33
33.33(1-X)
反应器操作技能知识考题
导读导读●一、填空题（每题1分，共20分）●二、判断题（每题1分，共10分）●三、选择题（每题2分，共40分）●四、简答题（每题2分，共20分）●五、开放题（每题5分，共10分）反应器操作技能知识考题一、填空题（共20个）：1.在反应器内部，反应物和催化剂通常采用__________法进料。
答案：气态2.为了避免床层颗粒的沉积，通常会采用__________的方式进行床层加热。
答案：气流升温3.在反应器的运行过程中，需要定期进行__________检查。
答案：反应器床层高度4.制备合成氨的反应器通常采用__________反应器。
答案：流化床5.制备合成氨的反应器催化剂通常采用__________。
答案：铁-铝合金6.反应器床层温度的控制通常采用__________方式。
答案：分层控制7.在反应器中，床层颗粒的直径通常为__________。
答案：1-3毫米8.在反应器的运行过程中，需要进行__________控制。
答案：压力9.反应器内的气流速度通常控制在__________。
答案：0.5-1米/秒10.反应器内部温度的控制通常采用__________方式。
答案：温度段控制11.为了保证反应的充分性，氨气中最大的杂质不能超过__________。
答案：0.02％12.准确测量反应器出口的氨气浓度可以使用__________。
答案：红外分光法13.在反应器运行过程中，需要检查催化剂的__________。
答案：磨损情况14.在反应器中，床层温度的控制需要注意氨的__________。
答案：催化作用15.反应器内部的催化剂通常需要在__________中回收。
答案：再生器16.反应器中催化剂的粒度分布需要满足__________要求。
答案：均匀17.反应器安全运行需要定期检查反应器的__________状态。
答案：壳体结构18.在反应器出口采取控制__________的方式可以提高合成氨的收率。
答案：氨气浓度19.在反应器床层控制中，关键参数为__________。
反应器题库。
流化床1.流化床反应器可以进行：硫铁矿沸腾焙烧、石油催化裂化、丙烯晴生产、苯胺、醋酸乙烯等等的生产。
2.影响临界流化速度的因素：颗粒直径，颗粒密度，流体粘度。
3.气体预分布装置有：弯管式、同心圆锥壳式、帽式、充填式、开口式。
4.气体分离装置有：旋风分离器、内过滤器。
5.流化床中的传质，一般包括：颗粒与流体间的、床层与壁或浸泡物体间的传质以及相间传质。
6.流化床中的传热，与传质类似，包括三种形式：颗粒与颗粒之间的传热、相间即气体与固体颗粒之间的传热、床层与内壁间和床层与浸没于床层中的换热器表面间的传热。
7.常见的流化床内部换热装置：列管式换热器、鼠笼式换热器、管束式换热器、蛇管式换热器8.流化床反应器的计算包括结构尺寸和反应器压力降、内部构件、9.流化床反应器的数学模型：两相模型、鼓泡床模型。
10.一般的流化床反应器，需要控制和测量的参数主要有颗粒粒度和组成、压力、温度、流量。
11.流化床的不正常现象：沟流现象、大气泡现象、腾涌现象。
12.沟流现象：沟流现象的特征是气体通过床层时形成短路，气体通过床层时，其气速超过了临界流化速度，但床层并不流化，而是大量的气体短路通过床层，床层内形成一条狭窄的通道，此时大部分床层则处于静止状态。
13.大气泡：床层中大气泡很多时，由于气泡不断搅动和破裂，床层波动大，操作不稳定，气固间接触不好，就会使气固反应效率降低，这种现象称为大气泡现象。
14.腾涌现象：就是在大气泡状态下继续增大气速，当气泡直径大到与床径相等时，就会将床层分为几段，变成一段气泡和一段颗粒的相互间隔状态。
三、名词解释1、固体流态化：将固体颗粒悬浮于运动的流体中，从而使颗粒具有类似于流体的某些宏观特性，这种流固接触状态称为固体流态化。
2、临界流化速度：也称起始流化速度、最低流化速度，是指颗粒层由固定床转为流化床时流体的表观速度。
3、带出速度：流化床中流体速度的上限，也就是流体气速增大到此值时，流体对粒子的曳力与粒子的重力相等，粒子将被气流带走。
化学反应工程练习2
第一章绪论一、选择题。
2.“三传一反”是化学反应工程的基础，下列不属于三传的是_______。
A. 能量传递B. 质量传递C. 热量传递D. 动量传递 二、填空题。
1. 所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础，其中“三传”是指 、 和 ，“一反”是指 。
3.不论是设计、放大或控制，都需要对研究对象作出定量的描述，也就要用数学式来表达个参数间的关系，简称_______。
4. 化学反应工程是一门研究 的科学。
5.化学反应工程的研究方法有 、 和 。
第二章均相反应动力学一、填空题。
1. 在均相反应动力学中，利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法 为 和 。
2. 对于反应22A B R +→，各组分化学计量系数之间的关系为 νA ：νB ：νR ＝ 。
3. 气相反应4A + B → 3R + S ，进料时无惰性气体，A 与B 以3∶1的摩尔比进料，则膨胀因子A δ=_______。
4. 着眼反应组分A 的转化率的定义式为()A x =。
5. 一级不可逆反应，其反应速率方程为（ ）,反应时间与转化率的关系为（ ）。
三、简答题。
1.反应进度表达式：2.膨胀因子：3.膨胀率：4..转化率：5.复杂反应的选择性6.目的产物的收率 四、单项选择题。
气相变容反应22A B C +⇔，原料中混入了一定量的惰性气体（惰性气体与A 和B 的转化率为零时的初始总摩尔数比为1：1，A 与B 的比例为计量比），则膨胀率A ε为 。
A.-0.5； B. -1/3； C. -1/6； D. -5/6 五、多项选择题。
1. 对于一个均相变容反应，针对反应物A 的反应速率，下面表述正确的是 。
A. A A dc r dt =-；B. 01A A A A Ac dx r x dtε=⋅+；C. 0()1A A AA A x d x r c dtε+=；D. 1A A dn r Vdt=-⋅六、计算、证明题。
例2-1，习题2-4，习题2-6第三章理想流动均相反应器设计 一、选择题。
反应器题库。
流化床1.流化床反应器可以进行：硫铁矿沸腾焙烧、石油催化裂化、丙烯晴生产、苯胺、醋酸乙烯等等的生产。
2.影响临界流化速度的因素：颗粒直径，颗粒密度，流体粘度。
3.气体预分布装置有：弯管式、同心圆锥壳式、帽式、充填式、开口式。
4.气体分离装置有：旋风分离器、内过滤器。
5.流化床中的传质，一般包括：颗粒与流体间的、床层与壁或浸泡物体间的传质以及相间传质。
6.流化床中的传热，与传质类似，包括三种形式：颗粒与颗粒之间的传热、相间即气体与固体颗粒之间的传热、床层与内壁间和床层与浸没于床层中的换热器表面间的传热。
7.常见的流化床内部换热装置：列管式换热器、鼠笼式换热器、管束式换热器、蛇管式换热器8.流化床反应器的计算包括结构尺寸和反应器压力降、内部构件、9.流化床反应器的数学模型：两相模型、鼓泡床模型。
10.一般的流化床反应器，需要控制和测量的参数主要有颗粒粒度和组成、压力、温度、流量。
11.流化床的不正常现象：沟流现象、大气泡现象、腾涌现象。
12.沟流现象：沟流现象的特征是气体通过床层时形成短路，气体通过床层时，其气速超过了临界流化速度，但床层并不流化，而是大量的气体短路通过床层，床层内形成一条狭窄的通道，此时大部分床层则处于静止状态。
13.大气泡：床层中大气泡很多时，由于气泡不断搅动和破裂，床层波动大，操作不稳定，气固间接触不好，就会使气固反应效率降低，这种现象称为大气泡现象。
14.腾涌现象：就是在大气泡状态下继续增大气速，当气泡直径大到与床径相等时，就会将床层分为几段，变成一段气泡和一段颗粒的相互间隔状态。
三、名词解释1、固体流态化：将固体颗粒悬浮于运动的流体中，从而使颗粒具有类似于流体的某些宏观特性，这种流固接触状态称为固体流态化。
2、临界流化速度：也称起始流化速度、最低流化速度，是指颗粒层由固定床转为流化床时流体的表观速度。
3、带出速度：流化床中流体速度的上限，也就是流体气速增大到此值时，流体对粒子的曳力与粒子的重力相等，粒子将被气流带走。
反应器__2
4.1 反应器的选型4.1.1 概述常用反应器的类型有：①管式反应器：由长径比较大的空管或填充管构成，可用于实现气相反应和液相反应。
②釜式反应器：由长径比较小的圆筒形容器构成，常装有机械搅拌或气流搅拌装置，可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。
用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜（见鼓泡反应器）；用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。
③有固体颗粒床层的反应器：气体或(和)液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程，包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。
④塔式反应器：用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备，包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等。
⑤喷射反应器：利用喷射器进行混合，实现气相或液相单相反应过程和气液相、液液相等多相反应过程的设备。
⑥其他多种非典型反应器：如回转窑、曝气池等。
4.1.2 反应器的类型确定对于特定的反应过程，反应器的选型需综合考虑技术、经济及安全等诸方面的因素。
反应过程的基本特征决定了适宜的反应器形式。
例如气固相反应过程大致是用固定床反应器、流化床反应器或移动床反应器。
但是适宜的选型则需考虑反应的热效应、对反应转化率和选择率的要求、催化剂物理化学性态和失活等多种因素，甚至需要对不同的反应器分别作出概念设计，进行技术的和经济的分析以后才能确定。
4.1.3 反应器的计算举例说明本工艺一共有反应器2个，鉴于反应器选型计算复杂，且整体计算过程基本一致，所以举例其中一个反应器R101（固定床反应器）作具体计算过程。
4.1.4 反应器设计参数4.1.5 反应器结构的计算4.1.5.1 催化剂的填充量根据空速算得催化剂的填充量为：ON R V VV S ＝R V --催化剂的填充量，m 3 ON V --原料液体体积（标）流量 S V —体积空速，h -1 V ON =294.814m3/h385.368814.294m S V V V ON R ===4.1.5.2 反应管长度的计算取空床速度为0.05m/s ，则床层截面积为： AR=2064.1360005.0814.294m u V O =⨯= 则催化剂床层高度为：36.8522.471.64R R R V H m A === 根据化工原理取床层空隙率为0.3，则反应管长为：m H 21.293.047.2247.22=⨯+=4.1.5.3 管束尺寸和反映管的系列选取工业上所用的30 2.5mm Φ⨯的列管，则单管催化剂体积为：3221011.047.22025.0785.041m l d V =⨯⨯==π 则管数为：根3343011.085.36≈==O R V V n 取管心距为t=1.25d 0=0.04375m ， 采用三角形排列，则单管所占的面积为：s=23221065.104375.02323m t -⨯=⨯= 则每个反应器的直径为：mm D i 2652785.000785.01065.133433=+⨯⨯=-圆整取2800 mm 。
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典型反应器练习题2
1．
在间歇操作的理想搅拌釜式反应器中，用醋酸和丁醇生产醋酸丁酯，反应方程式为：
CH
3COOH+C
4
H
9
OH CH
3
COOC
4
H
9
+H
2
O
反应物配比为：n (醋酸) ：n(丁醇)=1 ：4.97。
假设反应前后物料密度不变，均为750 kg·m-3。
当反应在373 K下进行，醋酸转化率达50％时需800 s，而加料、卸料、清洗等辅助时间为1200 s。
现要求每天生产2400 kg醋酸丁酯，
试计算反应釜的容积（装料系数=0.75）
2．
在全混流反应器中进行二级反应A—→R，反应速度方程为(-r A)=kc，转化率为50％。
若将反应器体积放大为原来的6倍，其它条件保持不变，试问转化率有何变化？
3．
某一均相液相反应A—→R，其动力学方程为：
(-r A)=kc A k=0.20 min-1
当该反应在一个间歇操作的理想搅拌釜式反应器中进行时，反应物A的起始浓度c A,0=4.0×103mol·m-3，最终转化率x A＝90％。
该反应器有效容积为1.0 m3，每天只能处理3釜料液。
（1）现拟将搅拌釜由间歇操作改为连续操作，并使之达到全混流，试问每天处理物料液量将可增大多少倍？
（2）若改造后的全混流反应器，每天处理物料液量增大到36 m3，试问出口转化率将发生多大变化？A的出口浓度将会多大
4．
在体积为5×10-3 m3的连续操作理想搅拌釜中进行不可逆液相反应：A—→2R，反应物以c A,0=1×103 kmol·m-3的浓度加入。
此反应的反应速度方程为：
(-r A)=0.0036c A，mol·s-1·m-3试求：
（1）若进料的体积流量为2×10-6 m3·s-1，则出口处R的浓度为多少？
（2）其它操作条件不变，反应改为在相同体积的活塞流管式反应器中进行，要求产物R的出口浓度为1.5×103mol·m-3，则进料的体积流量可达到
多少？
5．
用全混流反应器进行拟一级不可逆反应—乙酸酐水解，其反应式为：
(CH
3CO)
2
O+H
2
O—→2CH
3
COOH
在40 ℃时，反应速度常数k=6×10-3 s-1。
若反应器的体积为1 m3，物料的初始体积流量为8×10-3 m3·s-1，试求：
（1）乙酸酐的转化率；
（2）若要使出口转化率增加1倍，其余条件不变，反应器的有效体积应为原来的多少倍？
6．
在间歇操作的搅拌釜式反应器中进行等温反应A+B—→R，已知反应速度方程(-r A)=kc A c B,式中反应速度常数k=0.3 L·mol-1·min-1。
假定反应过程中物料密度不变。
当A,B的初始浓度c A,0= c B,0=0.2 mol·L-1时，求反应150 min后反应物浓度c A。
参考答案
1．需CH
3
COOH的量：
=4.79×10-4 kmol·s-1
总投料量：
4.79×10-4×60+4.79×10-4×4.97×74=0.20 kg·s-1
q
==2.73×10-4 m3·s-1
V,0
V=2.73×10-4×(1800+1200)=0.82 m3
V
==1.09 m3
R
2．
kc
==2
A,0
体积增加后，′=6
kc
'=2×6=12
A,0
6 kc A,0==12
整理得：12x A'2-25x A'+12=0
x
'=0.75
A
3．（1）全混流反应器的日处理量
计算公式：
全混流反应器日处理量 (q V,0)CSTR=
=1.32 m3·h-1
=32 m3·d-1间歇反应器日处理量 (q V,0)IBR=1.0×3=3.0 m3
间歇釜改为连续釜后，日处理量增大倍数：
=9.7≈10倍（2）全混流反应器日处理量为36 m3时
=0.667 h-1
x
==0.89=89%
A
c
==4.44×102 mol·m-3
A
4．（1）对于全混流反应器
，即c A,0x A-(-r A)=0
其中=2.5×103 s
(-r A) =0.0036 c A=0.0036 c A,0 (1-x A )
故c A,0x A-0.0036 c A,0 (1-x A )=0
x
-0.0036×2.5×103(1-x A )=0
A
x
=0.9
A
即出口处R的浓度为2 c A,0x A =1.8×103 mol·m-3
(2) 改为在活塞流管式反应器里进行
由=
则=
根据出口处R的浓度为1.5×103 mol·m-3
则2 c A,0x A =1.5×103x A =0.75=75%
故q V,0==1.30×10-5 m3·s-1
5．（1）=125 s
x
==0.4286=42.86%
A
==1000 s （2）
V
= q V,0=8×10-3×1000=8 m3
2
=8即反应器的有效容积应增加为原来的8倍。
6．c A=c A,0(1-x A)
c
=c B,0-c A,0x A=c B,0-c B,0x A=c A,0(1-x A)
B
(-r A)=kc A c B=kc A2
对间歇釜中进行的二级反应，
t=
x
==0.9
A
c
=c A,0(1-x A)=0.2×(1-0.9)=0.02 mol·l-1 A。