苯(B)在釩催化劑上部分氧化成順酐(MA),反應為:這三個反應均為一級反應.實驗測得反應器內(nèi)某處氣相中苯和順酐的濃度分別為1.27%和0.55%(均為mol%),催化劑外表面溫度為623K,此溫度下,k1=0.0196s-1,k2=0.0158s-1,k3=1.98×10-3s-1,苯與順酐的kGam均為1.0×10-4m3/skg.催化劑的顆粒密度為1500kg/m3,試計算反應的瞬間選擇性并與外擴散無影響時的瞬時選擇性相比較.
乙苯脫氫反應在直徑為0.4cm的球形催化劑上進行,反應條件是0.10Mpa,600℃,原料氣為乙苯和水蒸汽的混合物,二者摩爾比為1:9,假定該反應可按擬一級反應處理,
(1)當催化劑的孔徑足夠大,孔內(nèi)擴散屬于正常擴散,擴散系數(shù)D’=1.5×10-5m2/s,試計算內(nèi)擴散有效因子. (2)當催化劑的平均孔徑為100Å時,重新計算內(nèi)擴散有效因子. 已知:催化劑顆粒密度為1.45g/cm3,孔率為0.35,曲節(jié)因子為3.0.
在V2O5/SiO2催化劑上進行萘氧化制苯酐的反應,反應在1.013×105Pa和350℃下進行,萘-空氣混合氣體中萘的含量為0.10%(mol),反應速率式為:
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,試計算萘氧化率為80%時萘的轉(zhuǎn)化速率(假定外擴散阻力可忽略),有效擴散系數(shù)等于3×10-3cm2/s.