化学反应工程简答题
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绪论.1、化学反应工程是一门研究()的科学.(化学反应的工程问题)2.()和()一起,构成了化学反应工程的核心。
〔三传;反应动力学〕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( )。
(数学模型)4.化学反应和反应器的分类方法很多,按反应系统涉及的相态分类,分为:()和( )。
5.化学反应和反应器的分类方法很多,按操作方法分为()操作、( )操作和()操作.6.化学反应和反应器的分类方法很多,按传热条件分为()、()和().选择1. ()“三传一反”是化学反应工程的基础,其中所谓的一反是指。
A 化学反应B 反应工程C 反应热力学D 反应动力学,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质量传连C 热量传递D 动量传递3. ()按反应器的型式来分类,高径比大于30的为A。
管式反应器B槽式反应器C塔式反应器D釜式反应器三、判断1.物理过程不会改变化学反应过程的动力学规律,即化学反应速率与温度浓度之间的关系并不因为物理过程的存在而发生变化。
()2.流体流动、传质、传热过程不会影响实际反应的温度和参与反应的各组分浓度在时间、空间上的分布,最终影响反应结果。
( )四、简答1.利用数学模型解决化学反应工程问题的步骤?第一章均相单一反应动力学和理想反应器1.均相反应是指()。
2。
如果反应体系中多于一个反应物,在定义转化率时,关键组分A的选取原则是()。
3. 当计量方程中计算系数的代数和等于零时,这种反应称为( ),否则称为( ) .4. 化学反应速率式为,如用浓度表示的速率常数为,用压力表示的速率常数则=()。
5。
活化能的大小直接反映了()对温度的敏感程度。
6。
化学反应动力学方程有多种形式。
对于均相反应,方程多数可以写成()或().7。
对于反应器的开发根据()来选择合适的反应器,结合( )和()两方面特性来确定操作方式和优化操作条件。
化学反应工程名词解释与简答题work Information Technology Company.2020YEAR1.反应动力学主要研究化学反应进行的机理和速率,以获得进行工业反应器的设计和操作所必需的动力学知识,如反应模式、速率方程及反应活化能等等。
包含宏观反应动力学和本征反应动力学。
2.化学反应工程化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的学科,即以化学反应为研究对象,又以工程问题为研究对象的学科体系。
3.小试,中试小试:从事探索、开发性的工作,化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定,拿出合格试样,且收率等经济技术指标达到预期要求。
中试:要解决的问题是:如何釆用工业手段、装备,完成小试的全流程,并基本达到小试的各项经济技术指标,规模扩大。
4.三传一反三传为动量传递(流体输送、过滤、沉降、固体流态化等,遵循流体动力学基本规律)、热量传递(加热、冷却、蒸发、冷凝等,遵循热量传递基本规律)和质量传递(蒸馏、吸收、萃取、干燥等,遵循质量传递基本规律),“一反”为化学反应过程(反应动力学)。
5催化剂在化学反应中能改变反应物的化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。
6催化剂的特征(1).催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。
(2).催化剂只能加速反应趋于平衡,不能改变反应的平衡位置(平衡常数)。
(3)催化剂对反应具有选择性,当反应可能有一不同方向时,催化剂仅加速其中一种。
(4).催化剂具有寿命,由正常运转到更换所延续时间。
7活化组份活性组分是催化剂的主要成分,是真正起摧化作用的组分。
常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。
8.载体催化剂活性组分的分散剂、粘合物或支撑体,是负载活性组分的骨架。
9助催化剂本身没有活性,但能改善催化剂效能。
助催化剂是加入催化剂中的少量物质,是催化剂的辅助成分,其本身没有活性或活性很小,但是他们加入到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成,化学结构,离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构,孔结构分散状态,机械强度等,从而提高催化剂的活性,选择性,稳定性和寿命。
化学反应工程考试题第一章 绪论1.“三传一反”是化学反应工程的基础,其中所谓的一反是指__反应动力学__。
2.“三传一反”是化学反应工程的基础,下列不属于三传的是_______。
“三传”指的是质量传递、流量传递、动量传递3. 一级连串反应在全混流釜式反应器中,则目的产物P 的最大浓度_____、__。
4. 一级连串反应在平推流反应器中,则目的产物P的最大浓度__、____。
5. 一级连串反应在间歇式全混流反应器中,则目的产物P的最大浓度_ 、_。
6. 一级连串反应在平推流反应器中,为提高目的产物P 的收率,应__降低__。
7. 化学反应速率式为,如用浓度表示的速率常数为,用压力表示的速率常数为,则=__D__。
A.B. C.D.8.反应,,则反应级数n=__B___。
A. 0B. 1C. 2D. 39.反应A + B → C ,已知,则反应级数n=___B____。
AS K 1K 2P=max ,P C 22/1120]1)/[(+K K C A =opt τ211K K AS K 1K 2P=max ,P C 122)(210K K K A K KC -=opt t 1221)/ln(K K K K -A S K 1K 2P=max ,P C 122)(210K K K A K KC -=optt 1221)/ln(K K K K -AS K 1K 2P12/k k βαBA C A C C K r =-C K P K P K C K βα+-)(RT )()(βα+RT )()(βα-RT )()(βα+-RT C 4H 2C 2H 4 + H 210.2-=s k 115.0-=s kA. 0B. 1C. 2D. 310.反应3A → P ,已知,则反应级数n=___A____。
A. 0B. 1C. 2D. 3 11.反应,已知,则反应级数n=___C____。
A. 0B. 1C. 2D. 3 12.反应,已知,则反应级数n=___C____。
化学反应工程试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 化学反应工程中,反应速率常数k与温度的关系遵循()。
A. Arrhenius方程B. Van't Hoff方程C. Le Chatelier原理D. Nernst方程2. 在固定床反应器中,流体通过催化剂床层的流动方式是()。
A. 并流B. 逆流C. 交叉流D. 层流3. 以下哪种催化剂不属于均相催化剂?()A. 酸B. 碱C. 金属D. 酶4. 反应器的体积效率是指()。
A. 反应器体积与所需反应体积的比值B. 反应器体积与实际反应体积的比值C. 反应器体积与理论反应体积的比值D. 反应器体积与催化剂体积的比值5. 在反应器设计中,为了提高反应速率,通常采取的措施是()。
A. 增加反应物浓度B. 提高反应温度C. 增加催化剂用量D. 以上都是二、填空题(每空1分,共10分)1. 在化学反应工程中,反应速率的表达式通常为__________。
2. 反应器的类型主要包括__________、__________和__________。
3. 催化剂的作用是__________反应速率,而不影响__________。
4. 反应器设计时,需要考虑的主要因素包括__________、__________和__________。
5. 根据反应器内物料流动的特点,可以将反应器分为__________流动和__________流动。
三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述反应速率和反应速率常数的区别。
2. 描述固定床反应器和流化床反应器的主要区别。
3. 解释为什么在某些情况下需要使用催化剂。
4. 讨论温度对化学反应速率的影响及其在工业应用中的意义。
四、计算题(每题10分,共20分)1. 已知某化学反应的速率常数k=0.05 s^-1,反应物A的初始浓度为1 mol/L,求10秒后A的浓度。
2. 假设一个完全混合反应器中进行一级反应,反应物B的初始浓度为2 mol/L,反应速率常数k=0.02 min^-1,求5分钟后B的浓度。
1.反应动力学主要研究化学反应进行的机理和速率,以获得进行工业反应器的设计和操作所必需的动力学知识,如反应模式、速率方程及反应活化能等等。
包含宏观反应动力学和本征反应动力学。
2.化学反应工程化学反应工程是一门研究化学反应的工程问题的学科,即以化学反应为研究对象,又以工程问题为研究对象的学科体系。
3.小试,中试小试:从事探索、开发性的工作,化学小试解决了所定课题的反应、分离过程和所涉及物料的分析认定,拿出合格试样,且收率等经济技术指标达到预期要求。
中试:要解决的问题是:如何釆用工业手段、装备,完成小试的全流程,并基本达到小试的各项经济技术指标,规模扩大。
4.三传一反三传为动量传递(流体输送、过滤、沉降、固体流态化等,遵循流体动力学基本规律)、热量传递(加热、冷却、蒸发、冷凝等,遵循热量传递基本规律)和质量传递(蒸馏、吸收、萃取、干燥等,遵循质量传递基本规律),“一反”为化学反应过程(反应动力学)。
5催化剂在化学反应中能改变反应物的化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂。
6催化剂的特征(1).催化剂只能加速热力学上可以进行的反应。
(2).催化剂只能加速反应趋于平衡,不能改变反应的平衡位置(平衡常数)。
(3)催化剂对反应具有选择性,当反应可能有一不同方向时,催化剂仅加速其中一种。
(4).催化剂具有寿命,由正常运转到更换所延续时间。
7活化组份活性组分是催化剂的主要成分,是真正起摧化作用的组分。
常用的催化剂活性组分是金属和金属氧化物。
8.载体催化剂活性组分的分散剂、粘合物或支撑体,是负载活性组分的骨架。
9助催化剂本身没有活性,但能改善催化剂效能。
助催化剂是加入催化剂中的少量物质,是催化剂的辅助成分,其本身没有活性或活性很小,但是他们加入到催化剂中后,可以改变催化剂的化学组成,化学结构,离子价态、酸碱性、晶格结构、表面结构,孔结构分散状态,机械强度等,从而提高催化剂的活性,选择性,稳定性和寿命。
化学反应工程考试试题及答案一. 选择题1. 在进行化学反应工程设计时,以下哪个因素不属于考虑的主要因素?a) 反应速率b) 反应动力学c) 原料成本d) 温度控制答案:c) 原料成本2. 化学反应工程中,以下哪种反应类型属于放热反应?a) 氧化反应b) 加氢反应c) 氢化反应d) 生成酸反应答案:a) 氧化反应3. 执行化学反应时,下列哪个条件对于控制选择性反应非常重要?a) 压力b) 流速c) 反应物比例d) 温度答案:c) 反应物比例4. 下列哪种反应类型在进行反应工程设计时需要考虑催化剂的使用?a) 酯化反应b) 氧化反应c) 反应物分解反应d) 酸碱中和反应答案:a) 酯化反应5. 在进行化学反应工程设计时,下列哪种参数是必须考虑的?a) 反应器材料b) 搅拌速率c) 产品收率d) 反应器体积答案:d) 反应器体积二. 简答题1. 请简述酸碱中和反应的基本原理及过程。
答案:酸碱中和反应是指酸和碱在一定的条件下,以化学反应形式相互中和,生成盐和水。
这种反应的基本原理是酸和碱互相转化为盐和水的化学反应。
酸和碱分别具有H+离子和OH-离子,当它们混合时,H+离子和OH-离子结合生成水分子,并生成相应的盐。
2. 请简要描述化学反应速率的定义及影响因素。
答案:化学反应速率是指单位时间内反应物消失或生成物产生的量。
影响化学反应速率的因素有:- 反应物浓度:反应物浓度越大,反应速率越快。
- 温度:温度升高会加快反应速率,因为高温会增加反应物分子的热运动速度。
- 催化剂:催化剂能够降低化学反应的活化能,从而加速反应速率。
- 反应物粒径:反应物粒径越小,表面积越大,反应速率越快。
- 反应物浓度:反应物浓度越大,反应速率越快。
三. 计算题1. 某化学反应的反应方程式为A + 2B -> C + D,已知初始时A和B的摩尔浓度分别为2mol/L和3mol/L,经过一定时间后,测得C的摩尔浓度为4mol/L。
化学反应工程(II) 简答题1、对于下图所示的典型化学加工过程:化学反应工程的主要研究对象是什么?运用化学反应工程的有关知识,我们至少可以完成哪些工作?答:化学反应工程学是一门研究化学反应、工程问题的科学。
既以化学反应作为对象,就必然要掌握这些化学反应的特性;它又以工程问题为其对象,那就必须熟悉装置的特性,并把这两者结合起来形成学科体系。
从图中化学反应工程的主要研究对象是第②部分物质转化,是生产或加工过程的核心。
运用化学反应工程知识,我们至少可以完成以下三方面的工作:①提高反应器的放大倍数,减少试验和开发周期,降低开发成本,提高工作效率;②对现有反应装置进行性能评价,对其操作工况进行模拟和优化,提高设备效率;③开发环境友好的绿色生产路线和工艺。
2、从学科建立至今,化学反应工程主要包括哪几个发展阶段?各阶段的主要特点(标志)是什么?答:从学科建立至今,化学反应工程各发展阶段、标志性成果如下:30年代(萌芽阶段):深刻认识到扩散、流体流动和传递现象对反应过程的影响;40年代(系统化):《化学过程原理》和《化学动力学中的扩散与传热》出版,对学科形成奠定了基础;50年代(学科确立):学科确立,学科第一次国际性学术会议在欧洲召开,第一次使用了化学反应工程这一术语;60年代(学科大发展):石油化工的发展要求生产规模的大进化,产品的多样化和深加工促进了实验研究和生产实际的结合,产品研发周期缩短;80年代初到90年代中(学科交叉和新技术运用):计算机和微电子技术普遍应用实现了反应器的精确控制问题。
通过与其它学科的交驻形成了一系列新的交叉学科。
此外,反应与分离过程的结合出现了多功能反应器;90年代后:环境保护意识的深厚感情对化学反应工程学科提出了新的要求、新的环境友好、原子经济的绿色反应工艺的出现,对能源开发和存放利用的贡献。
3、什么叫均相反应?均相反应动力学是做什么用的?其研究的最终目标是什么?答:参与反应的各物质均处于同一个相内,所有的化学反应均在同一个相内进行,这样的化学反应称为均相反应。
化学反应工程考试题库(分三个部分)(一)(综合章节)复习题一、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”是指质量传递、热量传递和动量传递,“一反”是指反应动力学。
2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同,但通常温度升高有利于活化能高的反应的选择性,反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。
3.测定非理想流动的停留时间分布函数时,两种最常见的示踪物输入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。
4.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积分法和微分法。
5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ,轴向扩散模型的唯一模型参数为Pe(或Ez / uL)。
6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。
7.平推流反应器的E函数表达式为,()0,t tE tt t⎧∞=⎪=⎨≠⎪⎩,其无因次方差2θσ=0 ,而全混流反应器的无因次方差2θσ= 1 。
8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol⋅ hr ),该反应为 2 级反应。
9.对于反应22A B R+→,各物质反应速率之间的关系为 (-r A):(-r B):r R= 1:2:2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反应。
11.某反应的计量方程为A R S→+,则其反应速率表达式不能确定。
12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解,在67℃时转化50%需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒,该反应的活化能为 3.46×105 (J / mol ) 。
13.反应级数不可能(可能/不可能)大于3。
14. 对于单一反应,在相同的处理量和最终转化率条件下,选择反应器时主要考虑 反应器的大小 ;而对于复合反应,选择反应器时主要考虑的则是 目的产物的收率 ; 15. 完全混合反应器(全混流反应器)内物料的温度和浓度 均一 ,并且 等于(大于/小于/等于)反应器出口物料的温度和浓度。
化学反应工程简答题化学反应工程是研究和应用化学反应过程的工程学科,主要涉及反应器设计、反应条件优化、反应动力学研究、反应机理解析等方面的内容。
下面是一些与化学反应工程相关的简答题:1. 什么是化学反应工程?化学反应工程是研究和应用化学反应过程的工程学科,包括反应器设计、反应条件优化、反应动力学研究、反应机理解析等方面的内容。
其目标是实现反应物向产物的有效转化,高效利用原料和能源,降低生产成本,提高产品质量和产量。
2. 为什么需要进行化学反应工程研究?化学反应工程研究可以帮助人们深入了解反应过程的机理和动力学,从而设计更高效的反应器,优化反应条件,提高反应的转化率和选择性。
这有助于降低生产成本,提高产品质量和产量,实现可持续发展和资源利用的最大化。
3. 化学反应工程研究的基本步骤有哪些?化学反应工程研究的基本步骤包括:确定反应目标和要求,建立反应模型,研究反应机理和动力学,设计合适的反应器,优化反应条件,进行实验验证和工程化应用。
4. 反应器的设计原则有哪些?反应器的设计应遵循以下原则:选择合适的反应器类型,确保反应物均匀混合,提供适当的反应温度和压力,控制反应速率,防止副反应和不良反应,保证产物的纯度和产率。
5. 反应动力学研究的意义是什么?反应动力学研究可以帮助人们了解反应速率随时间和反应条件的变化规律,揭示反应机制和反应过程中的关键步骤。
这对于合理选择反应器类型、优化反应条件、预测和控制反应速率都非常重要。
6. 如何进行反应条件的优化?反应条件的优化可以通过实验方法或计算模拟方法进行。
实验方法包括单因素法、正交法和响应面法等,可以通过改变反应温度、压力、物质比例等条件,评价不同条件下产品转化率和选择性的变化趋势。
计算模拟方法可以利用数学模型和计算机仿真技术,预测不同反应条件下的反应性能,进而找到最佳的反应条件。
以上是关于化学反应工程的一些简答题,希望能对您有所帮助。
化学反应⼯程常见简答题3.简述⽓固相催化反应的宏观动⼒学步骤?答:整个多相催化反应过程可概括为7个步骤:1、反应组分从流体主体向固体催化剂外表⾯传递;2、反应组分从外表⾯向催化剂内表⾯传递;3、反应产物从催化剂内表⾯向外表⾯传递;4、反应产物从催化剂的外表⾯向流体主体传递。
5.实验室中欲测取某⽓固相催化反应动⼒学,该动⼒学⽅程包括本征动⼒学和宏观动⼒学⽅程,试问如何进⾏?1消除内扩散和外扩散2测定本征动⼒学3在⽆梯度反应器内消除影响后测量6.本征化学反应速度在内外扩散阻⼒完全消除的情况下与宏观化学反应速度有何关系?答:相等。
第三章1.CSTR串联为何好于单个⼤体积的CSTR?是否⼯业上都⽤多个CSTR串联来代替单个CSTR?多釜串联是否串联级数越多越好?答:1.减少返混2.反应级数>0,多釡代替单釜;反应级数<0,则⽤单釜。
3.不是,要从成本和控制上来最终决定。
第四章1,理想流动模型有哪两种类型?其基本假定和特点各是怎样的?答:.平推流流动模型和全混流流动模型。
(1)平推流模型是⼀种假定返混量为零的极限流动模型。
特点:在定态情况下,沿物料流动⽅向,物料的浓度、温度、压⼒、流速等参数会发⽣变化,⽽垂直于流体流动⽅向任⼀截⾯上物料的所有参数都相同。
所有物料质点在反应器中都具有相同的停留时间。
(2)全混流模型假定反应器内物料质点返混程度为⽆穷⼤。
特点:所有空间位置物料的各种参数完全均匀⼀致,⽽且出⼝处物料性质与反应器内完全相同。
第五章请分析影响固定床层压⼒降的因素。
答:影响床层压⼒降的因素可分为⼆类:⼀类来⾃流体,如流体的粘度、密度等物理性质和流体的重量流速;另⼀类来⾃床层,如床层的⾼度、空隙率和颗粒的物理特性如粒度、形状、表⾯粗糙度等。
流体的重量流速对床层压降的影响较⼤,所以在设计和操作时都应该注意流速的改变会引起压降有多⼤的变化。
对于⼀定的催化剂体积,应尽可能降低床层⾼度,加⼤床层直径,即采⽤⼩的⾼径⽐结构,有利于降低床层的压⼒降。
1简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系?
答:空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。
反应时间
是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程
度所需的反应时间。
停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离
开反应器内共停留了多少时间。
由于平推流反应器内物料不发生返
混,具有相同的停留时间且等于反应时间,恒容时的空时等于体积流
速之比,所以三者相等。
2停留时间分布密度函数E(t)的含义?
答:在定常态下的连续稳定流动系统中,相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体,在反应器出口流体的质点中,在器内停留了t到t+dt之间的流体
的质点所占的分率为E(t)dt(②分)。
⎰∞
=
0.1
)(dt
t
E。
3.停留时间分布函数F(t)的含义?
答:在定常态下的连续稳定流动系统中,相对于某瞬间t=0流入反应器内的流体在出口流体中停留时间小于t的物料所占的分率为F(t)。
⎰=t dt t E t
F
0)(
)(。
4.简述描述停留时间分布函数的特征值?
答:用两个最重要的特征值来描述——平均停留时间t和方差2tσ。
(1)t定义式为:
⎰∞
=
)(dt
t
tE
t
,平均停留时间t是E(t)曲线的分布中心,
是E(t)曲线对于坐标原点的一次矩,又称E(t)的数学期望。
(2)2tσ是表示停留时间分布的分散程度的量,在数学上它是指对于平均停
留时间的二次矩
⎰∞-
=
2
2
2)(t
dt
t
E
t
t
σ。
5.简述寻求停留时间分布的实验方法及其分类?答:通过物理示踪法来测反应器物料的停留时间的分布曲线。
所谓物理示踪是指采用一种易检测的无化学反应活性的物质按一定的输入方式加入稳定的流动系统,通过观测该示踪物质在系统出口的浓度随时间的变化来确定系统物料的停留时间分布。
根据示踪剂输入方式的不同大致分为四种:脉冲法、阶跃法、周期示踪法和随机输入法。
6.简述脉冲示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线?答:脉冲示踪法是在定常态操作的连续流动系统的入口处在t=0的瞬间输入一定量M
克的示踪剂A ,并同时在出口处记录出口物料中示踪剂的浓度随时间的变化。
对应的曲线为E(t)曲线,
0)(C C t E A =。
7.简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线?
答:阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统,在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A 且浓度为0A C 的流体,同时保持系统内流动模式不变,并在切换的同时,在出口处测出出口流体中示踪剂A 的浓度随时间的变化。
对应的曲线为F (t ),
0)(A A C C t F =。
8.简述建立非理想流动的流动模型的步骤? 答:1)通过冷态模型实验测定实验装置的停留时间分布; 2) 根据所得的有关E (t )或F (t )的结果通过合理的简化提出可能的流动模型,并根据停留时间分布的实验数据来确定所提出的模型中所引入的模型参数; 3) 结合反应动力学数据通过模拟计算来预测反应结果; 4) 通过一定规模的热模实验来验证模型的准确性。
9.简述非理想流动轴向扩散模型的特点?
答:1)在管内径向截面上流体具有均一的流速;
2)在流动方向上流体存在扩散过程,该过程类似于分子扩散,符合Fick 定律;
3)轴向混合系数E Z 在管内为定值;
4)径向不存在扩散;
5)管内不存在死区或短路流。
10.简述非理想流动轴向扩散模型的定义? 答:为了模拟返混所导致流体偏离平推流效果,可借助这种返混与扩散过程的相似性,在平推流的基础上叠加上轴向返混扩散相来加以修正,并人为的假定该轴向返混过程可以用费克(Fick )定律加以定量描述。
所以,该模型称为“轴向分散模型”(或轴向扩散模型)
11.简述非理想流动多级混合模型的特点?
答:把实际的工业反应器模拟成由n 个容积相等串联的全混流区所组成,来等效的描述返混和停留时间分布对反应过程内的影响。
设反应器容积为V ,物料流入速率为v 0,则
0v V t =,N t t i =。
12.举例说明微观流体和宏观流体的区别?
答;若流体是分子尺度作为独立运动单元来进行混合,这种流体称为微观流体;若流体是以若干分子所组成的流体微团作为单独的运动单元来进行微团之间的混合,且在混合时微团之间并不发生物质的交换,微团内部具有均匀的组成和相同的停留时间,这种流体称为宏观流体。
如在气—液鼓
泡搅拌装置中,气体以气泡方式通过装置,此时气体是宏观流体,而液体为微观流体。
13可逆放热反应如何选择操作温度?
答:1)对于放热反应,要使反应速率尽可能保持最大,必须随转化率的提高,按最优温度曲线相应降低温度; 2)这是由于可逆放热反应,由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高,净反应速率出现一极大值;3)而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。
14、简述等温恒容平推流反应器空时、反应时间、停留时间三者关系? 空时是反应器的有效容积与进料流体的容积流速之比。
(①分)反应时间是反应物料进入反应器后从实际发生反应的时刻起到反应达某一程度所需的反应时间。
(①分)停留时间是指反应物进入反应器的时刻算起到离开反应器内共停留了多少时间。
(①分)由于平推流反应器内物料不发生返混,具有相同的停留时间且等于反应时间,恒容时的空时等于体积流速之比,所以三者相等。
(②分)
15、简述阶跃示踪法测停留时间分布的实验方法及其对应曲线? 阶跃示踪法是对于定常态的连续流动系统,(①分)在某瞬间t=0将流入系统的流体切换为含有示踪剂A 且浓度为0A C 的流体,(①分)同时保持系统内流动模式不变,并在切换的同时,在出口处测出出口流体中示踪剂A 的浓度随时间的变化。
(①分)对应的曲线为F (t ),0)(A A
C C t F 。
(②分)
16、简述均相反应及其动力学的研究内容?
答:参与反应的各物质均处于同一个相内进行的化学反应称为均相反应。
均相反应动力学是研究各种因素如温度、催化剂、反应物组成和压力等对反应速率、反应产物分布的影响,并确定表达这些影响因素
与反应速率之间定量关系的速率方程。
17、对于可逆放热反应如何选择操作温度?
答:1)对于放热反应,要使反应速率尽可能保持最大,必须随转化率的提高,按最优温度曲线相应降低温度; 2)这是由于可逆放热反应,由于逆反应速率也随反应温度的提高而提高,净反应速率出现一极大值;3)而温度的进一步提高将导致正逆反应速率相等而达到化学平衡。
18、简述气-液反应的宏观过程:A (g ) + bB (l )→ 产物(l )?
1)反应物气相组分从气相主体传递到气液相界面,在界面上假定达到气液相平衡; 2)反应物气相组分A 从气液相界面扩散入液相,并在液相内反应; 3)液相内的反应产物向浓度下降方向扩散,气相产物则向界面扩散; 4)气相产物向气相主体扩散。
19、简述固定床反应器的优缺点?
1)催化剂在床层内不易磨损; 2)床层内流体的流动接近于平推流,与返混式反应器相比,用较少的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力; 3)固定床中的传热较差; 4)催化剂的更换必须停产进行。
20
、对于反应A ,21A R C k r =,其活化能为1E ;A S C k r 2=,其活化能为2E ,当1E >2E 时如何选择操作温度可以提高产物的收率? 答:对于平行反应A RT E E A RT E RT
E S R R C e k k C e k e k r r S 12212010/20/10---===,所以,当1E >2
E 时应尽可能提高反应温度,方可提高R 的选择性,提高R 的收率
21、简述气固流化床反应器气泡两相模型的特点?
1)以U0的气速进入床层的气体中,一部分在乳相中以起始流动速度U mf通过,而其余部分以(U0-U mf)则全部以气泡的形式通过; 2)床层从流化前的高度L mf增高到流化时的高度L f,完全是由于气泡的体积所造成; 3)气泡相为向上的平推流,大小均一; 4)反应完全在乳相中进行; 5)气泡与乳相间的交换量Q为穿流量q与扩散量之和。
22、简述双膜理论?
该模型设想在气-液两相流的相界面处存在着呈滞流状态的气膜和液膜,而把气液两相阻力集中在这两个流体膜内,而假定气相主体和液相主体内组成均一,不存在传质阻力。
组分是通过在气膜和液膜内的稳定的分子扩散过程来进行传质的,通过气膜传递到相界面的溶质组分瞬间的溶于液体且达到平衡。
因此,把复杂的相间传质过程模拟成串联的稳定的双膜分子扩散过程的叠加,相间传质总阻力等于传质阻力的加和。
23、简述理想反应器的种类?
通常所指的理想反应器有两类:理想混合(完全混合)反应器和平推流(活塞流或挤出流)反应器。
所谓完全混合流反应器是指器内的反应流体瞬间达到完全混合,器内物料与反应器出口物料具有相同的温度和浓度。
所谓平推流反应器是指器内反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动,不存在不同停留时间的物料的混合,所有的物料在器内具有相同的停留时间。