过程记忆题

1、管式反应器的特点是什么？基本结构有哪些?答：管式反应器是由多根细管串联或并联而构成的一种反应器，通常长径比大于50100。 管式反应器的特点为：1）单位体积传热面积大； 2）生产效率高；3）适用于大型化和 连续化生产，便于计算机集散控制，产品质量有保证； 4）返混小，管内流体流型接近 于理想置换。管式反应器的结构组成包括：直管、弯管、密封环、法兰及紧固件、温差补偿器、传热夹套、 连接管和机架等。2、固定床反应器分为哪几种类型？其中单段绝热式固定床可适用于哪些化学反应类型？答：按传热方式分，固定床反应器可分为绝热式和换热式固定床；按反应器中流体流动方 向分，固定床反应器可分为轴向流动和径向流动固定床。单段绝热式固定床可适用于反应热效应不大，过程中允许温度有较宽变动范围的反应；或 者反应热效应比较大，但反应对于温度变化不敏感的化学反应；或者反应热效应很大，但 是反应速率非常快的化学反应。3、釜式反应器的基本结构及其作用是什么？答：略釜式反应器主要由壳体、搅拌装置、轴封和换热装置四大部分；各部分的作用，壳体：盛装物料，提供反应空间；搅拌装置：加强反应釜内物料的均匀混 合，强化传热和传质；轴封：防止反应釜中物料泄漏；换热装置：控制反应温度。4、简述固定床反应器的优缺点？答：凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。优点：催化剂在床层内不易磨损；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；缺点：固定床中的传热较差；催化剂的更换必须停产进行。5、简述流化床反应器的优缺点？答：优点：1）传热效能高，而且床内温度易维持均匀；2）大量固体粒子可方便的往来输送，对于催化剂迅速失活而需随时再生的过程来说，能够实现大规模的连续生产；3）由于 粒子细，可以消除内扩散阻力，能充分发挥催化剂的效能。缺点：1）气流状况不均，不少气体以气泡状态经过床层，气一固两相接触不够有效；2）粒子运动基本上是全混式，因此停留时间不一。在以粒子为加工对象时，影响产品质量的均 一性，且粒子的全混造成了气体的部分返混，影响反应速率和造成副反应的增加；3）粒子 的磨损和带出造成催化剂的损失，并要设置旋风分离器等粒子回收系统。1、反应时间长短与初始浓度大小无关的是（一）级反应。2、对反应级数n1的反应，达到同样转化率，初始浓度提高，反应时间将增加。3、对反应级数n2P（主）1、对于气固催化反应S副时如何选择操作条件可以提高目的产物的收率?答：该反应为平行反应，且E1 E2，根据选择性分析，应尽可能提高反应温度，方可提高P的选择性，提高P的收率。2、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。判断1、对于吸热反应必须考查釜式反应器的热稳定性问题。（错）2、釜式反应器可用来进行均相反应，也可用于以液相为主的非均相反应。（对）3、化工生产上，为了控制300500C的反应温度，常用导生油作热载体。（错）1. 由于催化反应的吸附、脱附以及表面反应都是与催化剂表面直接有关，故吸附控制、表 面反应控制和脱附控制称为动力学控制。（对）2. 单位体积的催化剂所具有的表面积称为形状系数。（错）3. 固定床的压力降由流道阻力和分布阻力所组成。（错）4. 固定床反应器主要分为（绝热式）式和（换热式）式两大类。5. 流体通过固定床的压力降主要是由于（摩擦）阻力和_ （局部）阻力引起，当流体流动状态为湍流时，以（局部）阻力为主。6. 催化剂有效系数n是指实际反应速度与催化剂内外表面温度、浓度相等时的反应速度 之比，当n =1时，反应过程属于（动力学）控制，当n 1时，属于（内扩散）控制。7. 当气体由下而上流过催化剂床层时，由于uef的不同，床层经历了固定床、流化床、输送床三个阶段。& 固定床反应器中，催化剂的表观密度是lOOOkg/m3，床层的堆积密度是300 kg/m3，则床层 的空隙率为0.7。9. 工业上，引进流化数k表示操作气速，流化数是指流化速度与临界流化速度之比。10. 固定床中的传热实质上包括了（颗粒与颗粒之间的传热）、（颗粒与流体之间的传热）以 及（床层与器壁的传热）几个方面。11. 气流通过床层时，其流速虽然超过临界流化速度，但床内只形成一条狭窄通道，而大部 分床层仍处于固定床状态，这种现象称为（A）。A.沟流B.大气泡C.节涌D.腾涌12. 气固系统常见的流化状态为（C）：A、散式流化B、沟流C、聚式流化D、大气泡和腾涌13. 某流化床反应器中所采用的催化剂颗粒的堆积密度与颗粒密度分别为 2900kg/m3和 5050kg/m3，试计算当床层膨胀比为3时,流化床床层空隙率是多少？（0.81）14. 所谓流态化就是固体粒子像（流体）一样进行流动的现象。15. 对于流化床反应器，当流速达到某一限值，床层刚刚能被托动时，床内粒子就开始流化 起来了，这时的流体空线速称为（起始流化速度）。16. 对于液一固系统的流化床，流体与粒子的密度相差不大，故起始流化速度一般很小，流 速进一步提高时，床层膨胀均匀且波动很小，粒子在床内的分布也比较均匀，故称作（散式 流化床）。17. 对于气一固系统的流化床反应器的粗颗粒系统，气速超过起始流化速度后，就出现气泡， 气速愈高，气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈，使床层波动频繁，这种流化床称为（聚式流 化床）。18对于气一固系统的流化床反应器，气泡在上升过程中聚并并增大占据整个床层，将固体 粒子一节节向上推动，直到某一位置崩落为止，这种情况叫（节涌）。19.对于流化床反应器，当气速增大到某一定值时，流体对粒子的曳力与粒子的重力相等， 则粒子会被气流带出，这一速度称为（带出速度或终端速度）。20对于流化床反应器，当气速增大到某一定值时，流体对粒子的（曳力）与粒子的（重力） 相等，则粒子会被气流带出，这一速度称为带出速度。21对于气一固相流化床，部分气体是以起始流化速度流经粒子之间的空隙外，多余的气体 都以气泡状态通过床层，因此人们把气泡与气泡以外的密相床部分分别称为（气泡相）与（乳 化相）。22在流化床反应器中，当达到某一高度以后，能够被重力分离下来的颗粒都以沉积下来， 只有带出速度小于操作气速的那些颗粒才会一直被带上去，故在此以上的区域颗粒的含量就 近乎恒定了，这一高度称作（分离高度）。21.简述聚式流化床的形成？答：对于气一固系统的流化床反应器的粗颗粒系统，气速超过起始流化速度后，就出现气泡， 气速愈高，气泡的聚并及造成的扰动亦愈剧烈，使床层波动频繁，这种流化床称为聚式流化 床。22.简述Langmuir等温吸附方程的基本特点?答：1）均匀表面（或理想表面）：即催化剂表面各处的吸附能力是均一的，吸附热与表面已被吸附的程度如何无关；单分子层吸附；3）被吸附的分子间互不影响，也不影响别的分子；4）吸附的机理均相同，吸附形成的络合物均相同。23. 气一固相催化反应的动力学步骤？答：1）反应物从气流主体向催化剂的外表面扩散和内孔扩散；2）反应物在催化剂表面上吸附；3）吸附的反应物转化成反应的生成物；4）反应生成物从催化剂表面上脱附下来；5）脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。24. 凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作（固定床反应器）。25. 固定床中催化剂不易磨损是一大优点，但更主要的是床层内流体的流动接近于（平推流）， 因此与返混式的反应器相比，可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能 力。26. 固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积Vp的球粒子直径，表达式dV 二。27. 固定床中颗粒的面积相当直径是以外表面ap相同的球形粒子的直径，表达式da 。S28. 固定床中颗粒的比表面相当直径是以相同的比表面v的球形粒子直径来表示，表达式ds 二。29对于非球形粒子，其外表面积ap必大于同体积球形粒子的外表面积s，故可定义颗粒 的形状系数s 。30. 颗粒的形状系数9s对于球体而言，9s二，对于其他形状的颗粒9s。（=1、均小于1）31. 固定床中的传热实质上包括了（粒内传热）、（颗粒与流体间的传热）以及（床层与器壁 的传热）几个方面。简答题：1、管式反应器的特点是什么？基本结构有哪些？答：管式反应器是由多根细管串联或并联而构成的一种反应器，通常长径比大于50100。管 式反应器的特点为：1）单位体积传热面积大；2）生产效率高；3）适用于大型化和连续化 生产，便于计算机集散控制，产品质量有保证；4）返混小，管内流体流型接近于理想置换。 管式反应器的结构组成包括：直管、弯管、密封环、法兰及紧固件、温差补偿器、传热夹套、 连接管和机架等。2、固定床反应器分为哪几种类型？其中单段绝热式固定床可适用于哪些化学反应类型？ 答：按传热方式分，固定床反应器可分为绝热式和换热式固定床；按反应器中流体流动方向 分，固定床反应器可分为轴向流动和径向流动固定床。单段绝热式固定床可适用于反应热效应不大，过程中允许温度有较宽变动范围的反应；或者 反应热效应比较大，但反应对于温度变化不敏感的化学反应；或者反应热效应很大，但是 反应速率非常快的化学反应。3、釜式反应器的基本结构及其作用是什么？答：釜式反应器主要由壳体、搅拌装置、轴封和换热装置四大部分；各部分的作用，壳体：盛装物料，提供反应空间；搅拌装置：加强反应釜内物料的均匀混 合，强化传热和传质；轴封：防止反应釜中物料泄漏；换热装置：控制反应温度。4、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。5、简述Langmuir等温吸附方程的基本特点？答：1）均匀表面（或理想表面）即催化剂表面各处的吸附能力是均一的，吸附热与表面已 被吸附的程度如何无关；单分子层吸附；3）被吸附的分子间互不影响，也不影响别的分 子；4）吸附的机理均相同，吸附形成的络合物均相同。6、气一固相催化反应的动力学步骤？答：1）反应物从气流主体向催化剂的外表面扩散和内孔扩散；2）反应物在催化剂表面上吸附；3）吸附的反应物转化成反应的生成物；4）反应生成物从催化剂表面上脱附下来；5）脱附下来的生成物向催化剂外表面、气流主体中扩散。7、简述气一液反应的宏观过程：A （g） + bB （1）产物（l）?答：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。8、简述理想反应器的种类？答：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。9、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。10、简述固定床反应器的优缺点？答：凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器。 优点：催化剂在床层内不易磨损；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；缺点：固定床中的传热较差；催化剂的更换必须停产进行。11、简述流化床反应器的优缺点？答：优点：1）传热效能高，而且床内温度易维持均匀；2）大量固体粒子可方便的往来输 送，对于催化剂迅速失活而需随时再生的过程来说，能够实现大规模的连续生产；3）由于 粒子细，可以消除内扩散阻力，能充分发挥催化剂的效能。1、缺点：1）气流状况不均，不少气体以气泡状态经过床层，气一固两相接触不够有效；2） 粒子运动基本上是全混式，因此停留时间不一。在以粒子为加工对象时，影响产品质量的均 一性，且粒子的全混造成了气体的部分返混，影响反应速率和造成副反应的增加；3）粒子 的磨损和带出造成催化剂的损失，并要设置旋风分离器等粒子回收系统。