某化工厂加氢工段要求以1kg·h-1的速率将氢气从初压为0.15MPa,初温为20℃的状态,加压至2.5MPa的固定床反应器中,试分别求按等温压缩、绝热压缩和多变压缩过程的功耗。设多变指数m=1.20。若反应器温度为150℃,问出压缩机的氢气应采取何种措施来达到反应器的温度。
苯加氢可制得环己烷。已知苯气相催化加氢反应器入口原料的组成(摩尔分数)为C6H67%,H293%,若出口苯的转化率为98%,试求反应器出口的气体组成。
颗粒外表面温度与浓度
在Al2O3为载体的Ni催化剂上进行苯气相加氢反应
C6H6+3H2→环-C6H12
催化剂为球形颗粒,直径为8mm,颗粒密度为0.9g/cm3,堆积密度为0.6g/cm3,反应物的质量流速为1500kg/(m2·h)。已知在反应器中某处反应物组成为1.2%C6H6,92%H2及6.8%环-C6H12气体温度为180℃,压力为0.10133MPa,反应速率为0.0195mol环-C6H12/(g(cat)·h)。试估算该处催化剂外表面温度及C6H6的浓度。
已知在给定温度、压力、混合气组成时气体的物理性质如下:
C6H6的扩散系数0.678cm2/s,气体混合物导热系数为0.7322kJ/(mol·℃),混合气体黏度为1.161×10-5Pa·s,混合气体平均热容为37.24kJ/(mol·℃),反应热为
(-△H)=213384J/mol。
A.错误
B.正确
在400K等温滴流床反应器中进行不饱和烃的加氢反应。纯度为50%的氢气(其余为惰性气体)于3.04MPa下讲入反应器.流量为36mol/s。该反应对氢为1级,对不饱和烃为零级。400K时反应速率常数为2.5×10-5m3/(kg·s),所用的催化剂直径为0.4cm,曲节因子等于1.9。若反应器的直径为2m,试计算氢的转化率为60%时所需的床高。
已知数据:氢在液相中的扩散系数为7×10-9m2/s,kLaL=5.01×10-6m3/(kg·s),kLSaS=3.19×10-5m3/(kg·s),气膜阻力可以忽略。氢在液相中的溶解度系数为6.13。催化剂的颗粒密度为1.6g/cm3,孔率为0.45,堆密度为0.96g/cm3,床层压力降为2.0×10-2MPa/m。
反应器操作条件
请考虑在一全混流反应器中进行的下述一级不可逆反应:A→B含有A和惰性组分的液料在20℃进入反应器。A的初浓度为2.0mol/L,相对分子质量为125,A和B的密度均为0.9kg/L,热容都为3.726kJ/(kg·K)。反应速率常数,式中T为绝对温度。该反应器在常压下操作,每小时生产B180kg,反应温度恒定在65℃,A的转化率为86.7%。
(1)求反应器的体积;
(2)该反应为放热反应,△Hr=-108.9kJ/mol,反应器外围带有冷却夹套,夹套内循环冷却水的温度为47℃,反应器与夹套之间的传热面积为2.9×m2,器壁与夹套之间有效传热系数U=546.8kJ/(m2·h·K)。假定△Hr,ρ,cP等都为常数,试计算在什么样的温度下操作最为适合?
在间歇反应器中进行液相反应
初始的反应物料中不含A2和A3,A1的浓度为2mol/L,在反应温度下k1=4.0,k2=3.6,k3=1.5,其单位均为min-1。