10精细化工反应过程与设备期中考试题答案(工程)

2012－2013学年第一学期试题名称：精细化工反应过程与设备（期中）适用专业:2010级应用化学专业

9、使用普通夹套换热，要求换热介质温度高于℃宜的换热介质为（b压水混合物有热体压饱和蒸汽压和蒸汽10下面换热结构可以同时具有换热和改变物料流动状态的是（a.通夹套b短焊接加强夹套式管夹套二、判断题（每题分，10分）题号

一

二

三

四

总分

1、搅拌良好的釜式反应器可以认为符合理想置换流动模型×）得分一、选择题（将正确答案填在括号内，每题1分，10分）1、下面的反应(a为几形进分。

2、细长型的管式反应器可近似地看成理想混合反应器×）3、因为反应速率恒为正值，所以对于原料的反应速率表示为rA

dnAVdt

√）a反应器b间歇式应相反应器反应器2、某反应按照由低温到高温变温操作效果好，则该反应器的设计通常需要（）

4、若反应速率的定义式写成r

1dnVdt

，则在数值上反应组分有关）和热量衡算方程联立求解料方程、动力学方程b.物料方程、动量衡算方程力学方程量算方程3、某放热反应①从326.0K始在绝热条件下进行反应，在温度达到373.0K时始等温反应②反应始终在373K等行。那么二者达到相同的转化率所需反应时间的关系为（a②＜②②4应体积与反应器实际体积的比值称为设备装料系数大小。a.反应器容积b.反应器内物料温度c.设备的大小物料的发泡性

5、化应的活化能愈大，温度对反应速率的影响就愈敏感，高温更有利于高活化能反应的进行）6、对于任何反应类型，提高反应物的浓度均有利目标产物的生成×）7、等温操作的间歇反应器，其传热量变化规律可以根据化学反应速率来确定。（√）8、间式反应器与半间歇釜式反应器内物料的操作参数均随时间而变，均属于非稳态过程√）5、下面搅拌器搅拌流体产生的流型以轴向流为主的是（a式搅拌器式搅拌器桨拌器d锚式器

9、连续釜式反应器稳定定常态操作的必要条件是Qg=Qr

dQgdT

dQdT

r

×）6、将豆油分散到水中制成豆的悬浮液，则该非均相液体的分散过程适宜的搅拌器为（轮式搅拌器b.式搅拌器桨拌器式器7、对于连串反应→S,主产物，生成S的应数，生成的应级数为，则适宜选用的反应器为（a歇釜式反应器单续反应器间釜反器釜串联反应器8、对于平行反应A+BP为物，生成S的应为1生成P的反应级数为，则适宜选用的反应器为（歇釜式反应器单续反应器间釜反器釜串联反应器

10切线流的优点是可以提高夹套的传热速率，但对其它过程往往产生不利影响，使搅拌效率降低。因此工业生产中需要克服之√）三、简题每5分共30分）1、根据精细化工产品生产的主要特点说明对化学反应器的基本要求？(1)较好的适应性，以完成多品种或多步反应；(2)使反应物有合理的浓度、温度分布，以尽可能地抑制副反应的发生；(3)结构上应能确保传质效果；(4)较强的传热能力；(5)求设备材料、型式和结构具有可靠的机械强度和抗腐蚀性能。1

33AArA323-13333AArA323-133定反应器体积依据的基本方程有哪些？方程的确立包括哪些步骤？确定反应器体积依据的基本方程有：物料衡算式、热量衡算式、动量衡算式、反应

出间歇搅拌釜式反应器的绝热方程，并说明利用其如何预测装置的安全性？间歇搅拌釜式反应器的绝热方程为：动力学方程。方程的确立的步骤为：①变量的确定，包括自变量和因变量

TT

x)0②控制体积的确定：即在多大的空间范围内进行各种衡算。其选择原则是以能把化学反应速度视做定植的最大空间。③依据相应理论建立上述衡算式。3.工厂常见的高温热源有哪些？化工厂常见的高温热源有高压饱和蒸汽、高压气水混合物、有机载热体、烟道气、电加热等。常搅拌附件有哪些？说明其各自的用途和安装方式。

式中：反应体系温度T—应系始度0x—应体系某一时刻转化率—反应体系初始刻转化率，AA0λ绝热系数，即转化率为时反应体系的温度变化。由此绝热方程，可以计算出绝热状态下，当反应物完全转化，即转化率为100%时，反应体系所能达到的最高温度，由此可计算出反应体系的对应压力，从而可结合反应器的耐压极限预测反应的安全性。四、计题每题10分，共50分间式反应器中，进行一级不可逆反应A+B→R，速率方程为=kC，温操作，AAK=3m，初始浓度为0.25kmol/时间获得产品的量为0.9kmol常见的搅拌附件有挡板和导流筒。挡板的作用：加剧流体的湍动程度，消除切线流，提高搅拌器的剪切性能。挡板的安装方式：贴壁垂直安装、贴壁倾斜安装、离壁垂直安装、离壁倾斜安装、

每批操作的辅时为1时，使A的率为90%，10m数为。解：r=kC=kCAAA0A

3

的反应釜够用否？已知装料系有传热蛇管时安装在蛇管内侧。导流筒作用：使桨叶排出的流体在导流筒内外形成上下循环流，从而更严格地控制流体流型，并可得到高速涡流和高倍循环量，从而起到防止短路，强化传质传热的

XdxtCCA0A00111lnlnk1x31A

XA0190

dxAkCA0A

1)k

x0

A

dxA1x

A作用。

=0.77+1=1.77hr0导流筒通常作为推进式及涡轮式搅拌器的搅拌附件使用。安装在搅拌器外侧。

R

V0

25

08m

35.什么连续釜式反应器的操作稳定性和安全性高？连续釜式反应器符合理想混合流动模型续反应器内反应物浓度低

V

V

R

7

310m应的推动力小，反应速度低，热量产生速度慢，由于搅拌的存在，传热效果好，物料均匀，不存在局部过热。在连续釜式反应器中物料量比较大口条件发生一定波动时内不

10m的釜够用。在反应器中进行以下等温液相反应A+B→R+S，力学式为r=KC，速度常AA数k=1.25kmolmmin初始浓度，混合物的物料处理量为，设备的装料系数为辅操作时间为求A的化0.95时要的反应器进行操作？是很明显，可保持原有的稳态操作，具有比较高的操作稳定性。

解：

A

0

x2

A0A02354e35ppA0A02354e35ppXXAAAA0r0(1-X2AAA095A425595A0A52mVV52VR4m3

x0

A

A2A

rAV

kCCkCXCABA0AB0CXXA0AAr1XCAAB085285)6938m30V38R23m38

X)AAX)A0AVV54100%6%V3.在直径的应内有径0.4m的叶推进式搅拌器挡拌

V

a

V

V

100%

1023

100%34%转速，为1020kg/m，度2X10液体高度1.1m求搅拌功率。若无挡板结果如何K，K，1221020604解：R102全挡板，

5.釜连续反应器中进行一液相反应A+2BR+SC下/Kmol.hr,产品产量为，的度分别为1.2Kmol/m2.5Kmol/m，设备的装料系数为0.70要求A的率达到85%则需要多大的反应器够用？解：rkCCkCX2CXAABA0ABA0APs=Kρnd）2无挡板，≠0φ=0.28n248181

×0.4

=990.3W

CXXAAArX2C)AAB0AA8568h52285)根据产品产量为计原料处理量为y

18

5

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