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问答题
在充填ZnO-Fe2O3催化剂的固床反应器中,进行乙炔水合反应:
已知床层某处的压力和温度分别为0.10Mpa,400℃,气相中C2H2含量为3%(mol),该反应速率方程
r=kCA,式中CA为C2H2的浓度,速率常数k=7.06×107exp(-61570/RT),h-1,试求该处的外扩散有效因子。数据:催化剂颗粒直径0.5cm,颗粒密度1.6g/cm3,C2H2扩散系数7.3×10-5m2/s,气体粘度2.35×10-5Pa﹒s,床层中气体的质量流速0.2kg/m2s。
问答题
实验室管式反应器的内径2.1cm,长80cm ,内装直径6.35mm的银催化剂进行乙烯氧化反应,原料气为含乙烯2.25%(mol)的空气,在反应器内某处测得P=1.06×105Pa,TG=470K,乙烯转化率35.7%,环氧乙烷收率23.2%,已知
颗粒外表面对气相主体的传热系数为58.3w/m2K,颗粒密度为1.89g/cm3。设乙烯氧化的反应速率为1.02×10-2kmol/kg﹒h,试求该处催化剂外表面与气流主体间的温度差。
问答题
问答题
在球形催化剂上进行气体A的分解反应,该反应为一级不可逆放热反应.已知颗粒直径为0.3cm,气体在颗粒中有效扩散系数为4.5×10-5m2/h,颗粒外表面气膜传热系数为44.72w/m2﹒K,气膜传质系数为310m/h,反应热效应为-162kJ/mol,气相主体A的浓度为0.20mol/l,实验测得A的表观反应速率为1.67mol/minl, 试估算:
(1)外扩散阻力对反应速率的影响;
(2)内扩散阻力对反应速率的影响;
(3)外表面与气相主体间的温度差.
问答题
在固体催化剂上进行一级不可逆反应
已知反应速率常数k,催化剂外表面积对气相的传质系数为kGam,内扩散有效因子η.CAG为气相主体中组分A的浓度。
(1)试推导:
(2)若反应式(A)改为一级可逆反应则相应的(B)式如何?
问答题
在150℃,用半径100μm的镍催化剂进行气相苯加氢反应,由于原料中氢大量过剩,可将该反应按一级(对苯)反应处理,在内,外扩散影响已消除的情况下,测得反应速率常数kp=5min-1, 苯在催化剂颗粒中有效扩散系数为0.2cm2/s,试问:
(1)在0.1Mpa下,要使η=0.8,催化剂颗粒的最大直径是多少?
(2)改在2.02Mpa下操作,并假定苯的有效扩散系数与压力成反比,重复上问的计算。
(3)改为液相苯加氢反应,液态苯在催化剂颗粒中的有效扩散系数10-5cm2/s.而反应速率常数保持不变,要使η=0.8,求催化剂颗粒的最大直径。