第2题
在给定的催化剂上,已计入扩散影响的水煤气变换反应的速率方程为
式中,pA,pB,pC,pD分别为一氧化碳、水煤气、二氧化碳和氢的分压,化学平衡常数Kp与温度的关系为
(a)
表观反应速率常数k*与温度的关系则为
(b)
假定各段的绝热温升均等于155.2K。
第4题
C6H5CH3+H2→C6H6+CH4
原料气的物质的量组成为C6H63.85%,C6H5CH33.18%,CH423%,H269.97%;温度为863K,操作压力为6.08MPa;若采用空速为1000m3(标准状态)/(h·m3催化剂),试计算反应器出口的气体组成。该反应的速率方程为
式中,cT,cH分别为甲苯和氢的浓度;rT为甲苯的转化速率。反应热效应为-49974J/mol,为简化计算,反应气体可按理想气体处理,平均定压比热容为常数,等于42.3J/(mol·K)。
第5题
k=7.03×106exp(-5000/T) (min-1)
试计算催化剂用量(可忽略外扩散阻力)。
催化剂性质:比表面积为140m2/g,颗粒密度为0.9g/cm3,孔容为0.42cm3/g,曲节因子为3,床层空隙率为0.38。
反应气体的定压比热容为30J/(mol·K),反应热等于-2990kJ/mol。
第6题
2C2H2+3H2O→CH3COCH3+CO2+2H2
在ZnO-Fe2O3催化剂上乙炔水合反应的速率方程为
式中,cA为乙炔的浓度,拟在绝热固定床反应器中处理含3%C2H2(摩尔分数)的气体1000m3(标准状态)/h,要求乙炔转化68%。若入口气体温度为380℃,假定扩散影响可忽略,试计算所需催化剂量。反应热为-178kJ/mol,气体的平均恒压比热容按36.4J/(mol·K)计算。
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