新建
上传
首页
助手
最?/div>
资料?/div>
工具

 

 

 

 

6.1

、在半径?/p>

R

的球形催化剂上,等温进行气相反应

?/p>

A

B

。试以产?/p>

B

?/p>

浓度

C

B

为纵座标,径向距?/p>

r

为横座标,针对下列三种情况分别绘出产?/p>

B

?/p>

浓度分布示意图?/p>

 

?/p>

1

?/p>

 

化学动力学控?/p>

 

?/p>

2

?/p>

 

外扩散控?/p>

 

?/p>

3

?/p>

 

内、外扩散的影响均不能忽略

 

图中要示?/p>

C

BG

?/p>

C

BS

?/p>

C

Be

的相对位置,

它们分别为气相主体?/p>

催化剂外表面?/p>

催化剂颗粒中心处

B

的浓度,

C

Be

?/p>

B

的平衡浓度。如以产?/p>

A

的浓?/p>

CA

?/p>

纵座?/p>

,

情况又是如何

? 

?/p>

(1)

以产?/p>

B

的浓度为纵座?/p>

 

(2)

以产?/p>

A

的浓度为纵座?/p>

 

6.3 

某催化剂

,

其真密度?/p>

3.60g/cm3,

颗粒密度?/p>

1.65g/cm3,

比表面积?/p>

100m2/g.

试求该催化剂的孔?/p>

,

孔隙率和平均孔半?/p>

. 

?/p>

: 

6.13 

?/p>

150

?/p>

,

用半?/p>

100

μ

m

的镍催化剂进行气相苯加氢反应

,

由于原料?/p>

氢大量过?/p>

,

可将该反应按一?/p>

(

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

k

p

=5min

-1

, 

苯在催化剂颗粒中有效扩散系数?/p>

0.2cm

2

/s,

试问

: 

(1)

 

?/p>

0.1Mpa 

?/p>

,

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?/p>

,

并假定苯的有效扩散系数与压力成反?/p>

,

重复上问

的计?/p>

. 

(3)

 

改为液相苯加氢反?/p>

,

液态苯在催化剂颗粒中的有效扩散系数

10

-6

 

cm

2

/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?/p>

. 

?/p>

: 

用试差法从上二式可解得当η

=0.8

?/p>

,

需

d

p

<6.36cm 

(2)2.02Mpa

?/p>

,De

?/p>

0.2

×

0.101/2.02=0.01 cm

2

/s,

与此相对?/p>

: 

同上法可求得当?/p>

=0.8

?/p>

,

需

d

p

<1.42cm 

 

 

 

 

(3)

液相反应?/p>

,De=1

×

10

-6

cm

2

/s,

与此相应的φ为

21.51dp,

同上法可?/p>

得当η

=0.8

?/p>

,

需

d

p

<0.0142cm. 

6.14 

一级不可逆反?/p>

A 

 

 

 

 

 

B,

在装有球形催化剂的微分固定床反应器中

进行温度?/p>

400

℃等?/p>

,

测得反应物浓度为

0.05kmol/m

3

时的反应速率?/p>

2.5 

kmol/m

3

床层?/p>

min 

,

该温度下以单位体积床层计的本征速率常数?/p>

k

v

=50s

-1

 

,

?/p>

层孔隙率?/p>

0.3,A

的有效扩散系数为

0.03cm

2

/s,

假定外扩散阻力可不计

,

试求

: 

(1)

 

反应条件下催化剂的内扩散有效因子

 

(2)

 

反应器中所装催化剂颗粒的半?/p>

 

实验测得

(-R

A

)=0.0417 kmol/s

?/p>

m

3

床层

, 

解上二式得?/p>

=0.0167,

可见内扩散影响严?/p>

. 

由?/p>

=1/

φ

=1/8.13dp=0.0167,

可解?/p>

dp=7.38cm,

即反应器所装催化剂的颗

粒半径为

3.69cm. 

6.15 

?/p>

0.10Mpa,530

℃进行丁烷脱氢反?/p>

,

采用直径

5mm

的球形铬铝催?/p>

?/p>

,

此催化剂的物理性质?/p>

:

比表面积

120m

2

/g,

孔容

0.35cm

3

/g,

颗粒密度

1.2g/cm

3

,

曲节因子

3.4.

在上述反应条件下该反应可按一级不可逆反应处?/p>

,

本征反应速率

常数?/p>

0.94cm

3

/gs,

外扩散阻力可忽略

,

试求内扩散有效因?/p>

. 

?/p>

:

丁烷分子量为

58,

λ

=10

-5

cm,<ra>=2Vg/Sg=58.3

×

10

-8

cm, 

 

λ

/2<ra>=8.576,

此值与

10

接近

,

故可近似扩散是以奴森扩散为主

: 

Ͼλ
新建
上传
首页
助手
最?/div>
资料?/div>
工具

 

 

 

 

6.1

、在半径?/p>

R

的球形催化剂上,等温进行气相反应

?/p>

A

B

。试以产?/p>

B

?/p>

浓度

C

B

为纵座标,径向距?/p>

r

为横座标,针对下列三种情况分别绘出产?/p>

B

?/p>

浓度分布示意图?/p>

 

?/p>

1

?/p>

 

化学动力学控?/p>

 

?/p>

2

?/p>

 

外扩散控?/p>

 

?/p>

3

?/p>

 

内、外扩散的影响均不能忽略

 

图中要示?/p>

C

BG

?/p>

C

BS

?/p>

C

Be

的相对位置,

它们分别为气相主体?/p>

催化剂外表面?/p>

催化剂颗粒中心处

B

的浓度,

C

Be

?/p>

B

的平衡浓度。如以产?/p>

A

的浓?/p>

CA

?/p>

纵座?/p>

,

情况又是如何

? 

?/p>

(1)

以产?/p>

B

的浓度为纵座?/p>

 

(2)

以产?/p>

A

的浓度为纵座?/p>

 

6.3 

某催化剂

,

其真密度?/p>

3.60g/cm3,

颗粒密度?/p>

1.65g/cm3,

比表面积?/p>

100m2/g.

试求该催化剂的孔?/p>

,

孔隙率和平均孔半?/p>

. 

?/p>

: 

6.13 

?/p>

150

?/p>

,

用半?/p>

100

μ

m

的镍催化剂进行气相苯加氢反应

,

由于原料?/p>

氢大量过?/p>

,

可将该反应按一?/p>

(

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

k

p

=5min

-1

, 

苯在催化剂颗粒中有效扩散系数?/p>

0.2cm

2

/s,

试问

: 

(1)

 

?/p>

0.1Mpa 

?/p>

,

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?/p>

,

并假定苯的有效扩散系数与压力成反?/p>

,

重复上问

的计?/p>

. 

(3)

 

改为液相苯加氢反?/p>

,

液态苯在催化剂颗粒中的有效扩散系数

10

-6

 

cm

2

/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?/p>

. 

?/p>

: 

用试差法从上二式可解得当η

=0.8

?/p>

,

需

d

p

<6.36cm 

(2)2.02Mpa

?/p>

,De

?/p>

0.2

×

0.101/2.02=0.01 cm

2

/s,

与此相对?/p>

: 

同上法可求得当?/p>

=0.8

?/p>

,

需

d

p

<1.42cm 

 

 

 

 

(3)

液相反应?/p>

,De=1

×

10

-6

cm

2

/s,

与此相应的φ为

21.51dp,

同上法可?/p>

得当η

=0.8

?/p>

,

需

d

p

<0.0142cm. 

6.14 

一级不可逆反?/p>

A 

 

 

 

 

 

B,

在装有球形催化剂的微分固定床反应器中

进行温度?/p>

400

℃等?/p>

,

测得反应物浓度为

0.05kmol/m

3

时的反应速率?/p>

2.5 

kmol/m

3

床层?/p>

min 

,

该温度下以单位体积床层计的本征速率常数?/p>

k

v

=50s

-1

 

,

?/p>

层孔隙率?/p>

0.3,A

的有效扩散系数为

0.03cm

2

/s,

假定外扩散阻力可不计

,

试求

: 

(1)

 

反应条件下催化剂的内扩散有效因子

 

(2)

 

反应器中所装催化剂颗粒的半?/p>

 

实验测得

(-R

A

)=0.0417 kmol/s

?/p>

m

3

床层

, 

解上二式得?/p>

=0.0167,

可见内扩散影响严?/p>

. 

由?/p>

=1/

φ

=1/8.13dp=0.0167,

可解?/p>

dp=7.38cm,

即反应器所装催化剂的颗

粒半径为

3.69cm. 

6.15 

?/p>

0.10Mpa,530

℃进行丁烷脱氢反?/p>

,

采用直径

5mm

的球形铬铝催?/p>

?/p>

,

此催化剂的物理性质?/p>

:

比表面积

120m

2

/g,

孔容

0.35cm

3

/g,

颗粒密度

1.2g/cm

3

,

曲节因子

3.4.

在上述反应条件下该反应可按一级不可逆反应处?/p>

,

本征反应速率

常数?/p>

0.94cm

3

/gs,

外扩散阻力可忽略

,

试求内扩散有效因?/p>

. 

?/p>

:

丁烷分子量为

58,

λ

=10

-5

cm,<ra>=2Vg/Sg=58.3

×

10

-8

cm, 

 

λ

/2<ra>=8.576,

此值与

10

接近

,

故可近似扩散是以奴森扩散为主

: 

">
新建
上传
首页
助手
最?/div>
资料?/div>
工具

 

 

 

 

6.1

、在半径?/p>

R

的球形催化剂上,等温进行气相反应

?/p>

A

B

。试以产?/p>

B

?/p>

浓度

C

B

为纵座标,径向距?/p>

r

为横座标,针对下列三种情况分别绘出产?/p>

B

?/p>

浓度分布示意图?/p>

 

?/p>

1

?/p>

 

化学动力学控?/p>

 

?/p>

2

?/p>

 

外扩散控?/p>

 

?/p>

3

?/p>

 

内、外扩散的影响均不能忽略

 

图中要示?/p>

C

BG

?/p>

C

BS

?/p>

C

Be

的相对位置,

它们分别为气相主体?/p>

催化剂外表面?/p>

催化剂颗粒中心处

B

的浓度,

C

Be

?/p>

B

的平衡浓度。如以产?/p>

A

的浓?/p>

CA

?/p>

纵座?/p>

,

情况又是如何

? 

?/p>

(1)

以产?/p>

B

的浓度为纵座?/p>

 

(2)

以产?/p>

A

的浓度为纵座?/p>

 

6.3 

某催化剂

,

其真密度?/p>

3.60g/cm3,

颗粒密度?/p>

1.65g/cm3,

比表面积?/p>

100m2/g.

试求该催化剂的孔?/p>

,

孔隙率和平均孔半?/p>

. 

?/p>

: 

6.13 

?/p>

150

?/p>

,

用半?/p>

100

μ

m

的镍催化剂进行气相苯加氢反应

,

由于原料?/p>

氢大量过?/p>

,

可将该反应按一?/p>

(

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

k

p

=5min

-1

, 

苯在催化剂颗粒中有效扩散系数?/p>

0.2cm

2

/s,

试问

: 

(1)

 

?/p>

0.1Mpa 

?/p>

,

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?/p>

,

并假定苯的有效扩散系数与压力成反?/p>

,

重复上问

的计?/p>

. 

(3)

 

改为液相苯加氢反?/p>

,

液态苯在催化剂颗粒中的有效扩散系数

10

-6

 

cm

2

/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?/p>

. 

?/p>

: 

用试差法从上二式可解得当η

=0.8

?/p>

,

需

d

p

<6.36cm 

(2)2.02Mpa

?/p>

,De

?/p>

0.2

×

0.101/2.02=0.01 cm

2

/s,

与此相对?/p>

: 

同上法可求得当?/p>

=0.8

?/p>

,

需

d

p

<1.42cm 

 

 

 

 

(3)

液相反应?/p>

,De=1

×

10

-6

cm

2

/s,

与此相应的φ为

21.51dp,

同上法可?/p>

得当η

=0.8

?/p>

,

需

d

p

<0.0142cm. 

6.14 

一级不可逆反?/p>

A 

 

 

 

 

 

B,

在装有球形催化剂的微分固定床反应器中

进行温度?/p>

400

℃等?/p>

,

测得反应物浓度为

0.05kmol/m

3

时的反应速率?/p>

2.5 

kmol/m

3

床层?/p>

min 

,

该温度下以单位体积床层计的本征速率常数?/p>

k

v

=50s

-1

 

,

?/p>

层孔隙率?/p>

0.3,A

的有效扩散系数为

0.03cm

2

/s,

假定外扩散阻力可不计

,

试求

: 

(1)

 

反应条件下催化剂的内扩散有效因子

 

(2)

 

反应器中所装催化剂颗粒的半?/p>

 

实验测得

(-R

A

)=0.0417 kmol/s

?/p>

m

3

床层

, 

解上二式得?/p>

=0.0167,

可见内扩散影响严?/p>

. 

由?/p>

=1/

φ

=1/8.13dp=0.0167,

可解?/p>

dp=7.38cm,

即反应器所装催化剂的颗

粒半径为

3.69cm. 

6.15 

?/p>

0.10Mpa,530

℃进行丁烷脱氢反?/p>

,

采用直径

5mm

的球形铬铝催?/p>

?/p>

,

此催化剂的物理性质?/p>

:

比表面积

120m

2

/g,

孔容

0.35cm

3

/g,

颗粒密度

1.2g/cm

3

,

曲节因子

3.4.

在上述反应条件下该反应可按一级不可逆反应处?/p>

,

本征反应速率

常数?/p>

0.94cm

3

/gs,

外扩散阻力可忽略

,

试求内扩散有效因?/p>

. 

?/p>

:

丁烷分子量为

58,

λ

=10

-5

cm,<ra>=2Vg/Sg=58.3

×

10

-8

cm, 

 

λ

/2<ra>=8.576,

此值与

10

接近

,

故可近似扩散是以奴森扩散为主

: 

Ͼλ">
Ͼλ
Ŀ

反应工程习题--答案 - 百度文库
新建
上传
首页
助手
最?/div>
资料?/div>
工具

 

 

 

 

6.1

、在半径?/p>

R

的球形催化剂上,等温进行气相反应

?/p>

A

B

。试以产?/p>

B

?/p>

浓度

C

B

为纵座标,径向距?/p>

r

为横座标,针对下列三种情况分别绘出产?/p>

B

?/p>

浓度分布示意图?/p>

 

?/p>

1

?/p>

 

化学动力学控?/p>

 

?/p>

2

?/p>

 

外扩散控?/p>

 

?/p>

3

?/p>

 

内、外扩散的影响均不能忽略

 

图中要示?/p>

C

BG

?/p>

C

BS

?/p>

C

Be

的相对位置,

它们分别为气相主体?/p>

催化剂外表面?/p>

催化剂颗粒中心处

B

的浓度,

C

Be

?/p>

B

的平衡浓度。如以产?/p>

A

的浓?/p>

CA

?/p>

纵座?/p>

,

情况又是如何

? 

?/p>

(1)

以产?/p>

B

的浓度为纵座?/p>

 

(2)

以产?/p>

A

的浓度为纵座?/p>

 

6.3 

某催化剂

,

其真密度?/p>

3.60g/cm3,

颗粒密度?/p>

1.65g/cm3,

比表面积?/p>

100m2/g.

试求该催化剂的孔?/p>

,

孔隙率和平均孔半?/p>

. 

?/p>

: 

6.13 

?/p>

150

?/p>

,

用半?/p>

100

μ

m

的镍催化剂进行气相苯加氢反应

,

由于原料?/p>

氢大量过?/p>

,

可将该反应按一?/p>

(

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

k

p

=5min

-1

, 

苯在催化剂颗粒中有效扩散系数?/p>

0.2cm

2

/s,

试问

: 

(1)

 

?/p>

0.1Mpa 

?/p>

,

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?/p>

,

并假定苯的有效扩散系数与压力成反?/p>

,

重复上问

的计?/p>

. 

(3)

 

改为液相苯加氢反?/p>

,

液态苯在催化剂颗粒中的有效扩散系数

10

-6

 

cm

2

/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?/p>

. 

?/p>

: 

用试差法从上二式可解得当η

=0.8

?/p>

,

需

d

p

<6.36cm 

(2)2.02Mpa

?/p>

,De

?/p>

0.2

×

0.101/2.02=0.01 cm

2

/s,

与此相对?/p>

: 

同上法可求得当?/p>

=0.8

?/p>

,

需

d

p

<1.42cm 

 

 

 

 

(3)

液相反应?/p>

,De=1

×

10

-6

cm

2

/s,

与此相应的φ为

21.51dp,

同上法可?/p>

得当η

=0.8

?/p>

,

需

d

p

<0.0142cm. 

6.14 

一级不可逆反?/p>

A 

 

 

 

 

 

B,

在装有球形催化剂的微分固定床反应器中

进行温度?/p>

400

℃等?/p>

,

测得反应物浓度为

0.05kmol/m

3

时的反应速率?/p>

2.5 

kmol/m

3

床层?/p>

min 

,

该温度下以单位体积床层计的本征速率常数?/p>

k

v

=50s

-1

 

,

?/p>

层孔隙率?/p>

0.3,A

的有效扩散系数为

0.03cm

2

/s,

假定外扩散阻力可不计

,

试求

: 

(1)

 

反应条件下催化剂的内扩散有效因子

 

(2)

 

反应器中所装催化剂颗粒的半?/p>

 

实验测得

(-R

A

)=0.0417 kmol/s

?/p>

m

3

床层

, 

解上二式得?/p>

=0.0167,

可见内扩散影响严?/p>

. 

由?/p>

=1/

φ

=1/8.13dp=0.0167,

可解?/p>

dp=7.38cm,

即反应器所装催化剂的颗

粒半径为

3.69cm. 

6.15 

?/p>

0.10Mpa,530

℃进行丁烷脱氢反?/p>

,

采用直径

5mm

的球形铬铝催?/p>

?/p>

,

此催化剂的物理性质?/p>

:

比表面积

120m

2

/g,

孔容

0.35cm

3

/g,

颗粒密度

1.2g/cm

3

,

曲节因子

3.4.

在上述反应条件下该反应可按一级不可逆反应处?/p>

,

本征反应速率

常数?/p>

0.94cm

3

/gs,

外扩散阻力可忽略

,

试求内扩散有效因?/p>

. 

?/p>

:

丁烷分子量为

58,

λ

=10

-5

cm,<ra>=2Vg/Sg=58.3

×

10

-8

cm, 

 

λ

/2<ra>=8.576,

此值与

10

接近

,

故可近似扩散是以奴森扩散为主

: 



ļ׺.doc޸Ϊ.docĶ

  • йͨ⾫
  • 20142015ѧ()꼶Ծ().
  • Ų񱨱DOC
  • ķ֮еļֱ
  • 㹲ԱɸȽ¼-
  • ˽̰ѧѡ1-1֪ʶܽ
  • Ʒζ,()
  • ز뾭Ӫ-1
  • ѹۺϹƶȻ
  • 9000֤.doc

վ

԰ Ͼλ
ϵͷ779662525#qq.com(#滻Ϊ@)