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提问人：网友肖文娟
发布时间：2022-01-07
[判断题]
工业上加氢过程空速的选择要根据装置的投资，Cat的活性，原料性质，产品要求等方面综合确定。（)
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第4题
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。
第5题
颗粒内、外扩散影响实例分析
克宁汉(Cunningham)测定了CuO-MgO催化剂上乙烯加氢的总速率。使用的催化剂有两种形式：100目(颗粒直径为0.149mm)颗粒和三种密度的1.2mm球形颗粒。忽略两种形式表面浓度和温度差别。在100目颗粒和球形颗粒外表面上乙烯和氢几乎是同样浓度条件下的速率数据如下：
T(℃) | (-rA)×106 | R×106mol/(g(cat) ·s) | ||
100目颗粒(直径0.149mm) | 球形颗粒 | |||
ρP=0.72 | ρP=0.95 | ρP=1.18 | ||
124 | 14.5 | 6.8 | 4.3 | 2.2 |
112 | 6.8 | 6.7 | 4.2 | 2.1 |
97 | 2.9 | 6.4 | 4.0 | 2.0 |
84 | 1.2 | 6.0 | 3.7 | 1.9 |
72 | 5.5 | 3.4 | 1.7 | |
50 | 4.3 | 2.6 | 1.3 | |
问：
(1)确定反应过程的本征活化能；
(2)在所列出温度下计算每种密度球形颗粒的效率因子；
(3)为什么有的效率因子大于1，有些则小于1？
(4)为什么速率和效率因子随球形颗粒密度减小而增加？
