化學反應工程習題及答案

1、題目：釜式反應器中為什么安裝攪拌器？常用攪拌器的類型有哪些？答案：釜式反應器安裝攪拌器的作用是加強物料的均勻混合，強化釜內(nèi)的傳熱和傳質(zhì)過程。常用的攪拌器有槳式、框式、錨式、旋槳式、渦輪式和螺帶式等。答案關鍵詞：均勻混合，傳熱和傳質(zhì)，槳式，框式，錨式，旋槳式，渦輪式，螺帶式題目：釜式反應器中攪拌器形式如何選擇？答案：在一般情況下，對低黏性均相液體混合，可選用任何形式的攪拌器；對非均相液體分散混合，選用旋槳式、渦輪式攪拌器為好；在有固體懸浮

2、物存在，固液密度差較大時，選用渦輪式攪拌器，固液密度差較小時，選用槳式攪拌器；對于物料黏性很大的液體混合，可選用錨式攪拌器。答案關鍵詞：低黏性，非均相液體，固體懸浮物，密度差，黏性很大題目：釜式反應器為何安設手孔或人孔及視鏡，其結(jié)構(gòu)形式如何？答案：手孔或人孔的安設是為了檢查內(nèi)部空間以及安裝和拆卸設備內(nèi)部構(gòu)件。手孔的直徑一般為0.15～0.20m，它的結(jié)構(gòu)一般是在封頭上接一短管，并蓋以盲板。當釜體直徑比較大時，可以根據(jù)需要開設人孔，人孔的

3、形狀有圓形和橢圓形兩種，圓形人孔直徑一般為400mm，橢圓形人孔的最小直徑為400300mm。釜式反應器的視鏡主要是為了觀察設備內(nèi)部物料的反應情況，其結(jié)構(gòu)應滿足比較寬闊的視察范圍。答案關鍵詞：檢查，安裝和拆卸，內(nèi)部構(gòu)件，觀察，圓形，橢圓形題目編號：題目編號：0108第1章1節(jié)頁碼頁碼難度系數(shù)：難度系數(shù)：A(ABC三級，三級，A簡單，簡單，C最難最難)題目：試述釜式反應器的適用范圍及特點？答案：主要應用于液液均相反應過程，在氣液、液液非均

4、相反應過程也有應用。既可適用于間歇操作過程，又可單釜或多釜串聯(lián)適用于連續(xù)操作過程，而以在間歇生產(chǎn)過程中應用最多。它具有溫度和壓力范圍寬、適應性強，操作彈性大，連續(xù)操作時溫度、濃度容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量均一等特點。但若應用在需要較高轉(zhuǎn)化率的工藝要求時，卻有需要較大容積的缺點。通常在操作條件比較緩和的情況下操作，如常壓、溫度較低且低于物料沸點時，應用此類反應器最為普遍。答案關鍵詞：液液均相反應，非均相反應，間歇，連續(xù)，適應性強，操作彈性大，濃度

5、容易控制，質(zhì)量均一題目編號：題目編號：0109第1章1節(jié)頁碼頁碼難度系數(shù)：難度系數(shù)：B(ABC三級，三級，A簡單，簡單，C最難最難)題目：釜式反應器中換熱裝置的作用是什么？如何選擇？答案：換熱裝置是用來加熱或冷卻反應物料，使之符合工藝要求的溫度條件的設備。各種換熱裝置的選擇主要視傳熱表面是否易被污染而需要清洗、所需傳熱面積的大小、傳熱介質(zhì)的泄漏可能造成的后果以及傳熱介質(zhì)的溫度和壓力等因素來決定。一般在需要較大傳熱面積時，采用蛇管或列管式

6、換熱器；反應在沸騰下進行時，采用釜外回流冷凝器取走熱量；在需要較小傳熱面積時，傳熱介質(zhì)壓力又較低的情況下，采用簡單的夾套式換熱器比較適宜。答案關鍵詞：加熱或冷卻，溫度，傳熱面積題目編號：題目編號：0110第1章1節(jié)頁碼頁碼難度系數(shù)：難度系數(shù)：A(ABC三級，三級，A簡單，簡單，C最難最難)題目：試述管式反應器的適用范圍及特點？答案：管式反應器主要用于氣相或液相連續(xù)反應過程，具有容積小，比表面大，返混少，反應混合物連續(xù)性變化，易于控制等優(yōu)

7、點。但對于慢速反應，存在需要管子長，壓降較大等不足。答案關鍵詞：氣相或液相，比表面大，返混少，易于控制題目編號：題目編號：0122第1章3節(jié)頁碼頁碼難度系數(shù)：難度系數(shù)：B(ABC三級，三級，A簡單，簡單，C最難最難)題目：對于平行反應，活化能、反應溫度對產(chǎn)物量有何影響？答案：若主反應活化能大于副反應活化能，提高反應溫度T→使產(chǎn)物R增加。若副反應活化能大于主反應活化能，降低反應T→使產(chǎn)物R增加。答案關鍵詞：活化能，反應溫度，產(chǎn)物題目編號：

8、題目編號：0123第1章3節(jié)頁碼頁碼難度系數(shù)：難度系數(shù)：B(ABC三級，三級，A簡單，簡單，C最難最難)題目：針對某特定反應，采用什么型式的反應器和操作方法？答案：應結(jié)合化學反應特點和不同反應器的性能進行比較來決定。一是生產(chǎn)能力的比較；二是反應選擇性的比較。簡單反應不存在選擇性問題，只需進行生產(chǎn)能力的比較。對于復合（復雜）反應，不僅要考慮生產(chǎn)能力，還要分析反應的選擇性，因為副產(chǎn)物的多少影響原料的消耗量及后續(xù)分離設備的大小。所以復合反應要

9、重點進行選擇性的比較。答案關鍵詞：生產(chǎn)能力，選擇性簡單反應復合反應題目：反應器的串并聯(lián)對反應及操作有何影響？答案：單個反應器串聯(lián)操作（反應器大小、類型、操作條件可各不相同），能夠提高反應深度。單個反應器并聯(lián)操作（一般為相同的操作條件、相同的結(jié)構(gòu)尺寸），能夠增大處理能力。題目：實際反應裝置與理想流動模型比出現(xiàn)偏差的原因是什么？答案：設備放大（外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)不變），由于幾何尺寸改變，造成微元停留時間分布和返混程度改變，放大時反應結(jié)果惡化。產(chǎn)

10、生原因：①不均勻速度分布：死角、溝流、短路、管中層流。②不良設計造成結(jié)構(gòu)缺陷，引起與物料流動方向相反的流動。題目：非理想流動對反應器體積、反應轉(zhuǎn)化率有何影響？答案：實際反應器中物料流動存在一定程度的返混，降低反應物濃度，使反應推動力下降，降低反應速度，使反應器容積增大、轉(zhuǎn)化率下降，影響反應質(zhì)量。答案關鍵詞：返混，反應物濃度，推動力，反應速度題目：工業(yè)上采取哪些措施來改善、限制返混？答案：①增大流體在設備內(nèi)的湍流程度，消除徑向和軸向擴散，