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颗粒的温度估算
在甲烷气-固催化氧化反应过程中，催化剂颗粒直径为6mm，试计算下列两种情况的颗粒中心与外表面间最大温差：
(1)反应气体中甲烷在空气中的浓度为0.02(摩尔分率)；
(2)如果甲烷在空气中浓度提高到0.1(摩尔分率)。
假设外扩散阻力可忽略不计，并已知：
反应热效应
(-△H)=890360J/mol
颗粒内孔有效扩散系数为
De=0.00368cm2/s
颗粒的有效导热系数
λe=0.002218J/(s·cm·℃)
反应条件为0.10133MPa和450℃条件下等温反应。
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若原料气的初始组成是：HCl35.5%，空气64.5%(体积分数)。
反应条件：温度370℃，压力105Pa。
反应的经验平衡常数：
已知该温度下，Kp=2.225×10-4(1/Pa)，试计算反应达到平衡时氯气在混合物中的体积分数。
dP(mm) | 3.175 | 6.35 | 9.525 |
R【mol/(s·g(cat))】 | 4.85×10-4 | 4.01×10-4 | 3.54×10-4 |
为了减少固定床反应器的压降，克服粒内阻力，希望采用的最大颗粒直径为多少？
已知
(忽略热效应影响，反应能保证在50℃进行)
外扩散过程影响的分析
对于平行反应
已知：E1=116734J/mol，E2=165600J/mol，(-△H1)=3766kJ/mol，(-△H2)=4766kJ/mol，在反应器中某处催化剂颗粒与气相主体温度差为15K，气相主体温度为620K，如果忽略气固相间传质阻力，计算这对反应产物P的选择性会产生多大误差？
在流化床中进行萘催化氧化反应生产苯酐，n=1，D=4×10-5m2/s，反应历程如下：
在360℃，V2O5催化剂存在下，
k1+k3=0.741s-1，k2=0.017s-1
催化剂颗粒平均直径为0.4mm，问该反应的外扩散影响程度如何？已知流化床中，对细颗粒的Sh≈2。
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。
在固定床催化反应器内进行如下合成反应：
已知该反应动力学方程为：
则
433K时，k=0.0965s-1，空隙率ε=0.4。试求：当每小时处理2845m3混合原料气，C2H2的转化率达67%时，催化床层体积为多少？
[说明] ①物料在反应器内的流动模型为活塞流；②该气一固催化反应前后分子数发生变化。
在固定床催化反应器内进行如下合成反应
已知该反应动力学方程为：
433K时，k=0.0965s-1，空隙率ε=0.4。试求：当每小时处理2845m3混合原料气，C2H2的转化率达67%时，催化床层体积为多少？
[说明]①物料在反应器内的流动模型为活塞流；②该气—固催化反应前后分子数发生变化。
甲烷在1bar，700℃时反应生成炭黑，计算平衡气相转化率，以及反应后纯甲烷的摩尔分数。已知温度为700℃时，Ka=7.403，反应中甲烷和氢气为气体，炭黑为固体。
在277℃，1.013×105Pa压力下活塞流反应器中进行气固相催化反应
C2H5OH+CH3COOH→CH3COOC2H5+H2O
A B P Q
催化剂的堆密度为700kg/m3，在277℃时，B的转化速率为
式中的分压以Pa为单位，假定气固两相间的传递阻力可忽略不计，加料组成(质量分数)为B23%，A46%，Q31%，加料中不含酯，当XB=35%时，所需的催化剂量是多少？反应体积又是多少？乙酸乙酯的产量为2083kg/h。
氨催化氧化生成一氧化氮是生产硝酸的关键步骤：
(1)根据有关热力学数据，证明该反应常温下可自发进行。
(2)生产上一般选择反应温度为800℃左右，为什么？
上题中的萘催化氧化反应器的原料气为萘与空气的混合气，其平均定压热容为1.3kJ/(kg·K)，若进入床层的原料气温度与熔盐温度相等，催化剂的最高耐热温度为700K
