化学化工学院《化学反应工程》课程考试答案（A卷）一、填空题（每空1.5分，共21分）1、管式反应器槽式(釜式)反应器塔式反应器2、3、反应速率4、最大、05、16、07、停留时间分布8、分子扩散9、拟均相模型10、物料、热量二、选择题（每题2分，共26分）1、D2、B3、A4、D5、C6、B7、A8、A9、A10、B11、D12、A13、A三、简答题（共25分）1、简述平推流反应器特性？（6分）答：平推流反应器特性(1)属连续定态操作，反应器各个截面上的参数(浓度、温度、转化率等)相同，且不随时间而变化；（1.5分）(2)器内参数(浓度、温度、压力等)沿流动方向连续变化，反应速率也随轴向位置变化；（1.5分）(3)物料沿运动方向平行向前移动，在径向上不存在浓度分布；（1.5分）(4)器内所有粒子停留时间相同，返混＝0。（1.5分）2、停留时间分布函数F（t）的含义？F(t)函数的归一化性质的数学描述？（6分）答：F（t）含义归一化性质稳定流动体系中，t=0时同时进入反应器的N个流体质点中，停留时间(寿命)介于0→t之间(或者寿命小于t)的质点数△N所占总数N个的分率F(t)dt。（3分）F(t)函数的归一化性质表示为因为当t→∞时，t=0同时进入反应器的N个质点全部流出反应器（3分）3、催化剂使用一段时间后，活性将下降。催化剂活性下降的主要原因有哪些？（6分）答：1)结构变化---烧结、粉化、活性组分晶粒长大等。（2分）2)物理失活---结碳、粉尘、惰性组分吸附等。（2分）3)化学中毒---原料中的有害物质与催化剂活性组分发生反应，永久性结合。（2分）4、简述固定床反应器的优点。气固相催化反应器可分为哪三大类？（7分）答：优点：（4分）1）固定床层内的气相流动接近平推流，有利于实现较高的转化率与选择性；2）可用较少量的催化剂和较小的反应器容积获得较大的生产能力；3）结构简单、催化剂机械磨损小，适合于贵金属催化剂；4）反应器的操作方便、操作弹性较大。分类：固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器。（3分）四、计算题（28分）1、（9分）解：脉冲示踪法得到等时间间隔数据平均停留时间（公式2分，结果1分）方差（公式2分，结果1分）无因次方差0.111（公式2分，结果1分）2、（10分）己二酸与己二醇缩聚反应，用硫酸当催化剂，反应在70℃等温进行，反应速率式为(–rA)=kCA2,其中CA为己二酸浓度。速率常数k=1.97L/(kmol·min)，己二酸初始浓度CA0为0.004kmol/L，若每天处理己二酸2400g，辅助时间1h，要求转化率90%，己二酸的摩尔质量146g/mol，试计算：（1）计算用间歇釜反应器的体积为多少（设反应器的装料系数为0.75）？（2）计算用单个全混流反应器的体积为多少？（3）计算用平推流反应器所需体积为多少？（4）分析反应器体积不同的原因。解：（1）间歇釜反应器所需体积反应时间的计算（0.5分）（0.5分）反应器体积的计算（0.5分）（0.5分）每批生产时间=反应时间+非生产时间=19+1=20hr反应器有效体积VR=ν0t=171×20=3420L=3.42m3（0.5分）考虑装料系数，故实际反应器体积：（0.5分）（2）全混流反应器所需体积（1分）（2分）（3）平推流反应器所需体积（1.5分）即：（1.5分）(4)全混流反应器物料有大量的返混（1分）3、（9分）解：（1）（2分）（2）（2分）（3）（2分）（4）（1分）（2分）