西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷类别：网教 专业：应用化学 课程名称【编号】：化学反应工程【0751】 A 卷大作业 满分：100 分1. 简答题（10 分） 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. 简答题（10 分）简述固定床反应器的优缺点？ 答：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3.计算题 (20 分)液 相 一 级 不 可 逆 分 解 反 应 A→B+C 于 常 温 下 在 一 个 2m3全 混 流 反 应 器（CSTR，MFR，连续搅拌槽式反应器）中等温进行。进口反应物浓度为 1 kmol·m-3，体积流量为 1m3·hr-1，出口转化率为 80%。因后续工段设备故障，出口物流中断。操作人员为此紧急停止反应器进料。半小时后故障排除，生产恢复。试计算生产恢复时反应器内物料的转化率为多少？解：首先求反应速率常数VV0=cA0−cA−rAf21=1−0 . 20 .2 kk=2 hr−1全混流反应器切断进出料即为间歇反应器cAcA 0=e−ktcA0.2=e−2×0 .5cA=0 . 0736 kmol⋅m−3xA=cA0− cAcA 0=1−0. 07361= 0 . 92644. 计算题(20 分)一级 不可逆连串 反应 ，k1=0.25hr-1，k2=0.05hr-1，进 料流率 V0为1m3·hr-1，cA0=1kmol·m-3，cB0=cC0=0。试求：采用两个 VR=1m3的全混流反应器串联时，反应器出口产物 B 的浓度。- 1 -CBA21  kk 5. 计算题(20 分) 有一有效容积 VR=1m3，送入液体的流量为 1.8m3·hr-1的反应器，现用脉冲示踪法测得其出口液体中示踪剂质量浓度变化关系为：t/min 0 10 20 30 40 50 60 70 80c/kg·m-30 3 6 5 4 3 2 1 0求其停留时间分布规律，即 F(t)，E(t)， ，- 2 -t2t 解：示踪法求停留时间分布规律t/min c/kg·m-3∑c F(t) E(t) t·c t2c0 0 0 0 0 0 010 3 3 0.125 0.012530 30020 6 9 0.37500.0250120240030 5 14 0.58330.0208150450040 4 18 0.75 0.0167160640050 3 21 0.875 0.0125150750060 2 23 0.95830.0083120720070 1 24 1.0 0.004270 490080 0 24 1.0 0 0 0∑ 24 80 33200¯t =∑tc∑c=80024=33 . 33 minσt2=∑t2c∑c−¯t2=3320024−33 . 332=272. 2 min2 6. 计算题(20 分)级不可逆连串球上，粗柴油催化裂解反应可认为是一级反应，在 630℃时，该反应的速率常数为 k=6.01s-1，有效扩散系数为 De=7.82╳10-4cm2·s-1。，试求颗粒直径为 3mm 和1mm 时的催化剂的效率因子。解：- 3 -