反应工程施工期末考试题.doc

- .化学反响过程简答填空名词解释1. 任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料预处理，化学反响过程和产物的后处理三个组成局部，而化学反响过程是整个化工生产的核心。2. 工业反响器中对反响结果产生影响的主要物理过程是：1，由物料的不均匀混合和停留时间不同引起的传质过程；2，由化学反响的热效应产生的传热过程；3，多相催化反响中在催化剂微孔的扩散与传热过程。3. 化学反响和反响器的分类：1.按反响系统设计的相态分类分为：均相反响，包括气相均相反响和液相均相反响；非均相反响，包括气-固相、气-液相、液-固相、气-液-固相反响。2.按操作方式分类分为：间歇操作，连续操作和半连续操作。3.按反响器型式来分类分为：管式反响器，槽式反响器和塔式反响器。4.按传热条件分为：等温反响器，绝热反响器和非等温绝热反响器。化学反响工程的根本研究方法是数学模型法。4. 反响速率：单位反响体系反响程度随时间的变化率。5. 反响动力学方程：定量描述反响速率与影响反响速率因素之间的关系式。6. 半衰期：反响转化率从0变成50%所需时间称为该反响的半衰期。7. 建立动力学方程的方法有：积分法、微分法、最小方差分析法。8. 反响器开发的三个任务：根据化学反响动力学特性来选择适宜的反响器型式；结合动力学和反响器两方面特性来确定操作方式和优化操作条件；根据给定的产量对反响装置进展设计计算，确定反响器的几何尺寸并进展评价。9. 反响器设计计算所涉及的根底方程式就是动力学方程式、物料衡算方程式和热量衡算方程式。10. 停留时间分布：在反响器中，由于流动状况不同，物料微元体在反响器中的停留时间可能是各不一样的，存在一个分布，称为停留时间分布11. 平均停留时间：各流体微元从反响器入口到出口所经历的平均时间称为平均停留时间。12. 充分混合：指反响器的物料在机械搅拌的作用下参数各处均一。13. 间歇反响器特性：由于剧烈搅拌、混合，反响器有效空间中各未知的物料温度、浓度都一样；由于一次加料，一次出料，反响过程中没有加料、出料，所有物理在反响器中停留时间一样，无返混现象；出料组成与反响器物理的最终组成一样；为间歇操作，有辅助生产时间。14. 平推流反响器：指通过反响器的物料沿着同意方向以一样速度向前流动，像活塞一样在反响器中向前平推。15. 理想置换反响器的特性：物料无返混，所有物料通过反响器时间一样。在垂直于流动方向上的同一截面，不同径向未知的流体特性是一致的。在定常态下操作，反响器的状态只随轴向位置改变，不随时间改变。16. 全混流反响器特性：物料在反响器充分返混；反响器各处物料参数均一；反响器的出口组成与物料组成一样；反响过程中连续进料与出料，是一定常态过程。17. 循环反响器的根本假设：反响器为理想活塞流动；管线不发生化学反响;整个体系处于定常态操作。18. PFR和CSTR的选择：转化率低的自催化反响，CSTR优于PFR；转化率高的PFR较适宜。19. 可逆反响速率总是随转化率升高而降低。可逆吸热反响速率总是随温度升高而加快，而可逆放热反响按最正确温度曲线操作时速率最大。20. 平行反响：反响物能同时进展两个或两个以上的反响。称之为平行反映21. 连串反响：指反响产物能进一步反响成其他副产物的过程。22. 连串反响中，为了提高目的产物的收率，应尽可能使k1/k2比值增加，使cA度增加，cP浓度降低。反响速率常数k与浓度无关，只有改变温度能够影响k1/k223. 提高温度对活化能大的反响有利，假设生成目的产物活化能较高，就应升高温度，反之降低温度。24. 简单混合：如果原来在反响器不同位置的物料是在同一时间进入反响器的，发生混合作用时，这种混合称为简单混合25. 返混：如果原来在不同位置的物料是在不同时间进入反响器的，由于反响时间不同，物料的浓度是不同的，两者混合后混合物的浓度与物料的浓度不同，这种混合过程称为返混。26. 示踪剂应满足的要求：示踪剂与原物料是互溶的，但与原物料之间无化学反响发生；示踪剂的参加必须对主流体的流动形态没有影响；示踪剂必须是能用简便而又准确的方法加以确定的物质；示踪剂尽量选用无毒、不燃、无腐蚀同时价格又较低的物质。小编提醒，此题为简答题，考试题几率为90%27. 比照时间：用时间与反响器空时的比值作为自变量。28. 非理想流动模型有：凝集流模型；多极混合槽模型；轴向扩散模型29. 流体元：指流体流动的最小独立单元。30. 分散流体：流体元是分子的情况，即流体以分子状态均匀分散于系统中的流体。也叫微观流体31. 微观混合：微观流体的流体元以分子状态相混合，称为微观混合32. 凝集：流体的分子聚集成微小的集团存在于系统之中，这种局局部子聚集成团的现象称为凝集33. 凝集流体：流体流动的最小单元是凝集的分子集团的流体，也叫宏观流体34. 宏观混合：宏观流体分子集团的状态相混合称为宏观混合35. 模型法解决化学反响工程问题的步骤：小试研究化学反响规律；根据化学反响规律合理选择反响器类型；大型冷模试验研究传递过程规律；利用计算机或其它手段综合反响规律和传递规律，预测大型反响器性能，寻找优化条件；热模试验检验模型的等效性。36. 催化剂反响过程的特征：催化剂改变反响历程，改变反响速率，其本身在反响前后没有变化。对可逆反响，催化剂不会改变反响物质最终所能到达的平衡状态。对任何一个可逆反响，催化剂即会加快正反响速率，也必将以同样的倍数加快逆反响速率。催化剂对反响过程有良好的选择性。37. 多相催化反响过程的七个步骤：反响组分从流体主体向固体催化剂外外表传递；反响组分从外外表向催化剂外表传递；反响组分在催化剂外表的活性中心上吸附；在催化剂外表上进展化学反响；反响产物在催化剂外表解吸；反响产物从催化剂外表向外外表传递；反响产物从催化剂的外外表向流体主体传递。38. 固体催化剂包括：催化活性物质、载体、助催化剂和抑制剂一个好的固体催化剂必须具有高活性、高选择性、高强度和长寿命等特点39. 载体在催化剂中可以起到的作用有：提供有效外表和适宜的孔构造；使催化剂获得一定的机械强度；提高催化剂的热稳定性；提供活性中心；与活性组分作用形成新的化合物；节省活性组分用量。40. 制备固体催化剂，一般在枯燥以后，都需要经过高温煅烧，其目的是：除掉易挥发组分，保证一定化学组成，从而使催化剂具有稳定的活性；使催化剂保持一定晶型、晶粒大小、孔隙构造和比外表积；提高催化剂的机械强度。41. 双曲线型本征动力学方程模型根本假设：在吸附-反响-脱附三个步骤中必然存在一个控制步骤，该控制步骤的速率便是本正反响速率；除了控制步骤外，其他步骤均处于平衡状态；吸附和脱附过程属于理想过程，即吸附和脱附过程可用兰格繆尔吸附模型加以描述计算题1-7.有一反响在间歇反响器中进展，经过8min后，反响物转化掉80，经过18min后，转化掉90，求表达此反响的动力学方程式。1-14.在间歇搅拌槽式反响器中，用醋酸与丁醇生产醋酸丁酯，反响式为：反响物配比为：A(mol):B(mol)=1:4.97，反响在100下进展。A转化率达50需要时间为24.6min，辅助生产时间为30min，每天生产2400kg醋酸丁酯忽略别离损失，计算反响器体积。混合物密度为750kg·m-3，反响器装填系数为0.75。1-23.反响A+BR+S，VR=0.001m3，物料进料速率V0=0.5×10-3m3min-1，cA0=cB0=5mol·m3，动力学方程式为rA=kcAcB，其中k=100m3kmol-1min-1。求：(1)反响在平推流反响器中进展时出口转化率为多少？(2)欲用全混流反响器得到一样的出口转化率，反响器体积应多大? (3)假设全混流反响器体积VR=0.001m3，可到达的转化率为多少? k=1m3kmol-1hr-1，cB0=3kmol·m-3，cA饱和=0.02kmol·m-3，水溶液流量为10m3hr-1。2-3.一级反响AP，在一体积为VP的平推流反响器中进展，进料温度为150，活化能为84kJ·mol-1，如改用全混流反响器，其所需体积设为Vm，那么Vm/Vp应有何关系?当转化率为0.6时，如果使Vm=Vp，反响温度应如何变化?如反响级数分别为n=2，1/2，1时，全混流反响器的体积将怎样改变？2-4.在体积VR=0.12m3的全混流反响器中，进展反响，式min，两种物料以等体积参加反响器中，一种含2.8kmolA·m，另一种含1.6kmolA·m中k1=7m3kmol-1min-1，mink2=3m3kmol-1min-1。设系统密度不变，当B的转化率为75时，求每种物料的流量。2-6.平行液相反响AP rP=1 AR rR=2cA AS rS=cA2 cA0=2kmol·m-3，cAf=0.2kmol·m-3，求以下反响器中，cP最大为多少? (1)平推流反响器；(2)全混流反响器；(3)两一样体积的全混流反响器串联，cA1=1 kmol·m-3。解：2-7.自催化反响A+P2P的速率方程为：rA=kcAcP，k=l m3kmol-1min-1，原料组成为含A 13%，含P 1%摩尔百分数，且cA0+cP0= l kmol·m-3，出口流中cP= 0.9 kmol·m-3，计算采用以下各种反响器时的空间时间(=VR/V0)。(1)平推流反响器；(2)全混流反响器；(3)平推流与全混流反响器的最正确组合；(4)全混流反响器与一别离器的最正确组合。2-10. A进展平行分解反响，其速率式为R rR=1 kmol·m-3min-1 A S rS=2cA kmol·m-3min-1 T rT=cA kmol·m-3min-1 其中R是所要求的目的产物，cA0=1kmol·m-3。试问在下述反响器进展等温操作时，预计最大的cR为多少?(1)全混流反响器；(2)平推流反响器。解：低浓度操作对生成目的产物R有利，对全混流反响器，可在极低的浓度下操作2-15. 一级不可逆连串反响，进料流率V0为1m3hr-1，cA0=1kmol·m-3，cB0=cC0=0。试求：采用两个VR=1m3的全混流反响器串联时，反响器出口产物B的浓度。解：- . 可修编.