問答題

【簡(jiǎn)答題】
在V₂O₅/SiO₂催化劑上進(jìn)行萘氧化制苯酐的反應(yīng),反應(yīng)在1.013×10⁵Pa和350℃下進(jìn)行,萘-空氣混合氣體中萘的含量為0.10%(mol),反應(yīng)速率式為:

式中PA為萘的分壓,Pa.已知催化劑顆粒密度為1.3g/cm³,顆粒直徑為0.5cm,試計(jì)算萘氧化率為80%時(shí)萘的轉(zhuǎn)化速率(假定外擴(kuò)散阻力可忽略),有效擴(kuò)散系數(shù)等于3×10^-3cm²/s.

答案：

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【簡(jiǎn)答題】在固定床反應(yīng)器中等溫進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)，床內(nèi)填充直徑為6mm的球形催化劑，反應(yīng)組分在其中的擴(kuò)散系數(shù)為0.02cm²/s，在操作溫度下，反應(yīng)式速率常數(shù)等于0.01min^-1，有人建議改有3mm的球形催化劑以提高產(chǎn)量，你認(rèn)為采用此建議能否增產(chǎn)？增產(chǎn)幅度有多大？假定催化劑的物理性質(zhì)及化學(xué)性質(zhì)均不隨顆粒大小而改變，并且改換粒度后仍保持同一溫度操作.

答案：

故采用此建議產(chǎn)量的增加是很有限的.

【簡(jiǎn)答題】在150℃,用半徑100μm的鎳催化劑進(jìn)行氣相苯加氫反應(yīng),由于原料中氫大量過剩,可將該反應(yīng)按一級(jí)(對(duì)苯)反應(yīng)處理,在內(nèi),外擴(kuò)散影響已消除的情況下,測(cè)得反應(yīng)速率常數(shù)kp=5min^-1, 苯在催化劑顆粒中有效擴(kuò)散系數(shù)為0.2cm²/s,試問: (1)在0.1Mpa下,要使η=0.8,催化劑顆粒的最大直徑是多少? (2)改在2.02Mpa下操作,并假定苯的有效擴(kuò)散系數(shù)與壓力成反比,重復(fù)上問的計(jì)算. (3)改為液相苯加氫反應(yīng),液態(tài)苯在催化劑顆粒中的有效擴(kuò)散系數(shù)10^-5cm²/s.而反應(yīng)速率常數(shù)保持不變,要使η=0.8,求催化劑顆粒的最大直徑.

答案：

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