在充填钒催化剂的活塞流反应器中进行苯（B）氧化反应以生产顺丁烯二酸酐（MA）...

问答题 在充填钒催化剂的活塞流反应器中进行苯（B）氧化反应以生产顺丁烯二酸酐（MA）：反应系在1.013×10⁵Pa和704K等温进行。原料气为苯蒸汽与空气的混合气，其中含苯1.8%（mol）。现拟生产顺丁烯二酸酐1000kg/h,要求其最终收率为42%。假设（1）可按恒容过程处理；（2）可采用拟均相模型。
试计算：
（1）苯的最终转化率；
（2）原料气需用量；
（3）所需的催化剂量。

参考答案：

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1.问答题 在活塞流反应器中等温等压（5.065×10⁴Pa）下进行气相反应:
式中P_A为A的分压Pa，原料气含量A10%（mol），其余为惰性气体。若原料气处理量为1800标准m³/h，要求A的转化率达到90%，计算所需的反应体积及反应产物Q的收率。

参考答案：此反应为复合反应系统，一般需要多个物料衡算式联立求解，方能解决问题。但这里三个平行反应均为一级，可简化处理。其组分A的总...

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2.问答题 在一活塞流反应器中进行下列反应：
料流量为3m³/h,其中不含P和Q，试计算P的最高收率和总选择性及达到最大收率时所需的反应体积。

参考答案：

3.问答题在管式反应器中进行气相基元反应:A+B→C，加入物料A为气相，B为液体，产物C为气体。B在管的下部，气相为B所饱和，反应在气相中进行。已知操作压力为1.013×10⁵Pa，B的饱和蒸汽压为2.532×10⁴Pa，反应温度340℃，反应速率常数为102m³/mol.min，计算A的转化率达50%时，A的转化速率。如A的流量为0.1m³/min，反应体积是多少？

参考答案：

此反应为气相反应，从化学计量方程式看，是变容反应过程，但气相中pB为常数，故可看成恒容过程。假定为理想气体，其中：

4.问答题在管式反应器中400℃等温下进行气相均相不可逆吸热反应，该反应的活化能等于39.77kJ/mol。现拟在反应器大小，原料组成及出口转化率均保持不变的前提下（采用等温操作），增产35%，请你拟定一具体措施（定量说明）。设气体在反应器内呈活塞流。

参考答案：

5.问答题 拟设计一等温反应器进行下列液相反应：目的产物为R，且R与B极难分离。试问：
（1）在原料配比上有何要求？
（2）若采用活塞流反应器，应采用什么样的加料方式？
（3）如用间歇反应器，又应采用什么样的加料方式？

参考答案：

对于复合反应，选择的原则主要是使目的产物R的最终收率或选择性最大，根据动力学特征，其瞬时选择性为：

6.问答题 于277℃，1.013×10⁵Pa压力下在活塞流反应器进行气固相催化反应:式中的分压以Pa表示，假定气固两相间的传质阻力可忽略不计。加料组成为23%B,46%A,31%Q（均为重量%），加料中不含酯，当XB=35%时，所需的催化剂量是多少？反应体积时多少？乙酸乙酯的产量为2083kg/h。

参考答案：

7.问答题 在内径为76.2mm的活塞流反应器中将乙烷热裂解以生产乙烯：
（1）此条件下的平衡转化率；
（2）乙烷的转化率为平衡转化率的50%时，所需的反应管长

参考答案：

8.问答题 1.013×10⁵Pa及20℃下在反应体积为0.5m³的活塞流反应器进行一氧化氮氧化反应：

参考答案：

9.问答题 在常压及800℃等温下在活塞流反应器中进行下列气相均相反应：其中甲苯与氢的摩尔比等于1。若反应器的直径为50mm，试计算甲苯最终转化率为95%时的反应器长度。

参考答案：

10.问答题 在反应体积为1m³的釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生产丙二醇-1，2：该反应对环氧丙烷为一级，反应温度下反应速率常数等于0.98h^-1，原料液中环氧丙烷的浓度为2.1kmol/m³,环氧丙烷的最终转化率为90%。
（1）若采用间歇操作，辅助时间为0.65h,则丙二醇-1，2的日产量是多少？
（2）有人建议改在定态下连续操作，其余条件不变，则丙二醇-1，2的日产量又是多少？
（3）为什么这两种操作方式的产量会有不同？

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