苯与乙烯气相烷基化反应条件是：入口温度T0为400℃，反应在苯过量情况下进行，可把反应速率认为对乙烯是一级，其

苯在钒催化剂上进行一级氧化反应，n=1，703K，0.10133MPa下，反应速率为8.72×10^-4mol/(h·g(cat))，试估计外扩散的影响。已知空气中苯浓度为0.01(体积分率)，质量流率G=0.1349kg/(m²·s)，催化剂颗粒密度为1.45g/cm³，d_P=1mm，反应气体在反应条件下的参数为

  Pr=0.565，μ=2.78×10^-4Pa·s

  苯在空气中的扩散系数D_AB=0.381cm²/s，床层空隙率为0.34。

在流化床中进行萘催化氧化反应生产苯酐，n=1，D=4×10^-5m²/s，反应历程如下：

  在360℃，V₂O₅催化剂存在下，

  k₁+k₃=0.741s^-1，k₂=0.017s^-1

  催化剂颗粒平均直径为0.4mm，问该反应的外扩散影响程度如何?已知流化床中，对细颗粒的Sh≈2。

一级流固催化反应，在d_P=5mm的球形催化剂上进行，床层空隙率ε=0.4，流体线速度为u=0.1m/s，以床层计的反应速率常数k=0.5s^-1，计算下列两种情况下外扩散的影响：

  (1)流体混合物平均密度ρ_g=1kg/m³，黏度μ=3×10^-5Pa·s，扩散系数为D=4×10^-5m²/s。

  (2)流体混合物平均密度ρ_f=10³kg/m³，黏度μ=10^-3Pa·s，扩散系数为D=8×10^-10m²/s。

在氧化铝为载体的镍催化剂上，进行苯气相加氧反应以生产环己烷，即

  C₆H₆+3H₂→C₆H₁₂

  催化剂为圆柱状，直径和高度均为8mm，颗粒密度为0.9g/cm³，堆积密度为0.6g/cm³，反应混合物以质量速度为1500kg/(m³·h)，通过反应器。已知在反应器的某一截面处，反应混合物组成为：C₆H₆1.2%，H₂92%，环-C₆H₁₂6.8%。气体温度为180℃，压力为0.10133MPa，反应速率为0.0195mol(环C₂H₁₂)/(g(cat)·h)，试计算该处催化剂外表面的温度和苯浓度。

  根据给定的温度、压力及混合气组成，可以估算出反应气体的物理性质如下：苯的扩散系数D=0.678cm²/s，气体混合物导热系数λ_g=0.7322kJ/(m·h·℃)，混合气体黏度μ=1.161×10^-5Pa·s，混合气体平均热容c_p=37.24kJ/(kmol·℃)，反应热(-△H)=213384J/mol

乙烯直接水合制乙醇的反应速率式为(-r_A)=kc_A，在300℃，7MPa，有效扩散系数D_e=7.04×10^-4cm²/s，反应速率常数k=0.09s^-1，采用球形颗粒5mm催化剂，试问颗粒内扩散影响程度。

在直径为2.4mm催化剂颗粒上进行气固催化反应，反应为一级，已知颗粒有效扩散系数D_e=5×10^-5cm²/s，反应物浓度为20mol/m³，测得表观反应速率R=10⁵mol/(m³·(cat)·h)。忽略外部传递阻力，试估计内部传递阻力彭响程度。

某一气固催化反应，反应速率为(-r_A)=kc_A，若催化剂体积反应速率(-r_A)=10^-6mol/(cm³·s)，反应物浓度c_A=10^-2mol/L，如要求内部传递阻力忽略不计‘，则所用催化剂直径为多少?D_e=10^-3cm²/s。

某一气固催化反应A→P，反应为一级，催化剂颗粒直径为2.5mm，反应速率常数在700K时k=0.23s^-1，气流中反应物分压为0.1MPa，颗粒内部扩散系数D_e=1.2×10^-6m²/s

  (1)估计催化剂颗粒内部有效扩散因子η₂。

  (2)若催化剂活性提高一倍，D_e=7×10^-7m²/s，问此时催化剂用量为原用量的多少?

  (3)若催化剂活性提高一倍，D_e=7×10^-7m²/s，如果要求η₂不变，问催化剂颗粒大小为多少?

在固体催化剂上进行A的一级分解反应，已知颗粒直径d_p=2.4mm，固体颗粒与气体给热系数h=167.2kJ/(m²·℃·h)，传质分系数k_g=300m³/(m²(cat)·h)，颗粒有效扩散系数D_e=5×10^-5m³/(m(cat)·h)，颗粒有效导热系数λ_e=1.672kJ/(m(cat)·℃·h)

  反应参数：(-△H_r)=167.2kJ/molA

  C_Ab=20mol/m³  (0.1MPa，336℃)

  R=10⁵mol(m³(cat)·h)

  求：(1)气膜阻力是否有影响；

  (2)内扩散阻力是否有强的影响；

  (3)估计颗粒内部温度差以及颗粒表面与气流主体的温度差。

在一转框反应器中测得气固催化反应实验数据如下表：

  若颗粒温度均匀，且等于气流主体温度，试分析内、外传递阻力情况。