化工反应原理

化反

一．填空：（20分）

1．固体催化剂中气体组分是以和形式扩散的

2．有如下反应体系2A+B →C

A+C → D 则（－r B）=

2B+D →E

3.在气固相反应过程中，若要消除外扩散影响则应

若要消除内扩散影响则应

4．在实际流动反应器中，描述返混的模型有和

5．满足理想连续釜式反应器热稳定性操作的必要条件是

和

6．梯尔模数φ催化剂的有效系数=

7．表面反应速率越大则梯尔模数，内扩散速率越大，则梯尔模数越

8．用图解法计算n-CSTR时，若各釜的体积不同，则发生变化

若各釜的温度不同，则发生变化

9．速度常数的表达式为其中反映温度对反应速率的敏感程度

10．固定床反应器的型式主要有和两种

二．简答题（20分）

1．有一化学反应A+B →C的动力学方程式的形式为

试写出该反应的反应机理和控制步骤。

2有一平行反应A+B→P（目），A+B→S（副） r p=k1C A0.8C B r S=k2C A 1.2C B0.5已知:E1>E2。如果要得到较高的目的产物，试定性地分析反应的最佳温度，选择的反应器和操作方式。

3．试用拟均相一维基础模型推导绝热式固定床反应器中绝热温变Λ的表达式

4．利用下图定性分析PFR , CSTR , n-CSTR生产能力的大小。

三．计算题（60分）

１．系统中发生如下反应：CH4+ H2O →CO + 3H2，假设系统体积为１m3,初始状态下有2molCH4, 1molH2O ,1molCO ,4molH2,试求各组分摩尔量与反应进度ξ以及各组分浓度与转化率X A关系. (20分)

2 ．有一等温二级不可逆反应(-r A)=kC A2，已知293K时，k=10m3/kmol.h，反应物A的出始浓度C A0=0.2kmol/m3,进料体积流量v0=2m3/h,试计算下列理想反应器组合方案的出口转化率。(20分)

（1）两个有效体积均为２m3的PFR+CSTR

（2）两个有效体积均为２m3的CSTR串联

3．有一年产1000吨乙烯氧化生产环氧乙烷的装置，采用Ф27×2.5mm列管式固定床反应器，催化剂的充填高度为5.7m，年工作时间7200h，乙烯的转化率为20%，环氧乙烷的收率为66%，原料配比C2H4：空气

=1:25(mol%)，生产中环氧乙烷的损失率为10%，空速Sv=5000m3（原料气）/m3 cat床层.h。物性数据如下：求该反应器中反应管的根数(20分)

2．有一等温二级不可逆反应(-r A )=kC A2，已知293K 时，k=10m 3 /kmol.h ，反应物A 的出始浓度 C A0 =0.2kmol/m 3 , 进料体积流量v 0 =2m 3 /h, 试计算

下列理想反应器组合方案的出口转化率。(20分)

（1）两个有效体积均为２m 3的PFR+CSTR

（2）两个有效体积均为２m 3的CSTR 串联