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若采用的氧化铁催化剂为圆柱形，直径及高分别等于8.9mm及7.67mm，颗粒密度为2.18g/cm3。30℃时由实验测得一氧化碳在该催化剂内的有效扩散系数为0.0109cm2/s。试根据上题所给的数据，计算催化剂用量。
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在常压及绝热条件下，用氧化铁催化剂进行水煤气变换反应，干原料气处理量为3500(标准状态)m3/h，其组成如下表所示。
组分 | CO | CO2 | H2 | N2 | O2+Ar | CH4 |
摩尔分数/% | 30.4 | 9.46 | 37.8 | 21.3 | 0.25 | 0.79 |
水蒸气与干气之比(物质的量比)为1.4:1。若进反应器的气体温度为360℃，要求反应器出口一氧化碳的转化率为84%，试计算所需催化剂量。
在氧化铁催化剂上水煤气变换反应的本征动力学方程为
式中，p为分压；下标A、B、C及D分别代表CO，H2O，H2和CO2。反应速率常数k与温度的关系为(atm为非法定单位，1atm=0.1013MPa)
反应热等于-40964J/mol，反应气体的平均比热容可按33.44J/(mol·K)计算。
温度与化学平衡常数的关系如下表所示。
T/℃ | 380 | 390 | 400 | 410 | 420 | 430 | 440 |
Kp | 14.44 | 12.98 | 11.70 | 10.59 | 9.61 | 8.748 | 7.986 |
T/℃ | 450 | 460 | 470 | 480 | 490 | 500 | 510 |
K2 | 7.311 | 6.710 | 6.174 | 5.695 | 5.265 | 4.878 | 4.530 |
A.0.6
B.0.7
C.0.8
D.0.9
在充填直径为4mm的Pd-Al2O3催化剂的滴流床反应器中，于0.1013MPa，50℃等温下进行α-甲基苯乙烯加氢反应。液相进料α-甲基苯乙烯的浓度为4.3×10-4mol/cm3；床层人口处纯氢及液体的线速度分别等于12cm/s和1cm/s；若液相中α-甲基苯乙烯转化率为90%，试计算床高。假定气相和液相均呈活塞流，且床层压力降可忽略不计。
已知数据：该反应对氢为1级，对α-甲基苯乙烯为0级。操作条件下，基于床层体积计算的数据：k=16.8s-1；kLaL=0.203s-1；kLSaS=0.203s-1。氢在催化剂中的有效扩散系数为1.02×10-6cm2/s。氢在液相中的溶解度系数为0.6cm3(气)/cm3，床层空隙率ε=0.42。
苯胺催化加氢反应对氢为1级，对苯胺为零级。1.01MPa和130℃下，采用直径为4mm的催化剂和纯氢进行反应。k=51.5cm3/(g·s)，kLS=0.008cm/s，kLaL=0.12s-1，纯氢的溶解度为3.56×10-6mol/cm3，氢在催化剂上的有效扩散系数为8.35×10-6cm2/s，试求宏观反应速率。
催化剂结焦后的烧焦反应是一个外扩散控制的快反应，反应热为(-△H)=136.1kJ/mol。若烧焦反应温度为300℃，为控制催化剂温度不超过500℃，采用水蒸气稀释混合气的氧含量为2.5%(体积)，设混合气热容cP为1.0kJ/kg·K，密度ρ为0.42kg/m3，试计算说明该操作方案是否可行。
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。
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λg=0.7322kJ/(m·h·℃)，混合气体黏度μ=1.161×10-5Pa·s，混合气体平均热容cp=37.24kJ/(kmol·℃)，反应热(-△H)=213384J/mol
A.先经过氧化铁脱硫剂床层，再经过水解催化剂床层
B.先经过水解催化剂床层，再经过氧化铁脱硫剂床层
C.气流进出脱硫塔应自下而上，故哪种脱硫剂在塔下部就先经过它
D.顺序无所谓
