Материал: Методичка 4400 с ответами

4.2.9. Какими уравнениями можно пользоваться для расчета времени реакции в изотермическом реакторе идеального смешения непрерывном при проведении необратимой реакции второго порядка A + B = R + S?

4.2.10. Из приведенных зависимостей найдите все уравнения, которые в различных случаях используются в качестве математического описания процесса в изотермическом реакторе идеального смешения непрерывном:

4.2.11. В каких координатах площадь фигуры используют для расчета графическим способом времени реакции в изотермическом реакторе идеального вытеснения?

1 2 3

4 5 6

4.2.12. По какому из приведенных ниже уравнений можно рассчитывать степень превращения для реакции первого порядка A → 2R, проводимой в реакторе идеального смешения непрерывного действия?

4.3. Процесс в реакторе

4.3.1. Известно, что при проведении простой необратимой реакции время реакции для достижения заданной степени превращения в реакторе идеального вытеснения (РИВ) меньше, чем в реакторе идеального смешения непрерывном (РИС-н). Кроме того, за одно и то же время пребывания, достигнутая степень превращения в РИВ выше, чем в РИС-н. Справедливо ли общее утверждение, что режим идеального вытеснения эффективнее режима идеального смешения?

1. да, РИВ всегда эффективнее РИС-н;

2. да, РИВ эффективнее РИС-н, включая реальные реактора с режимами вытеснения и смешения;

3. справедливо только для изотермических процессов;

4. нет, утверждение неверно;

5. да, для простых реакций в изотермических реакторах;

6. при проведении сложных реакций в зависимости от соотношения скоростей целевого и побочного маршрутов реакции РИС-н может быть эффективнее РИВ (максимальная селективность по целевому продукту при заданной степени превращения);

7. эффективность реактора зависит от кинетической модели реакции.

4.3.2. Какой реактор: идеального вытеснения или идеального смешения непрерывный имеет большую производительность при прочих равных условиях, если порядок реакции n = 0?

1. реактор идеального вытеснения, так как заданную степень превращения в нём можно достичь за меньшее время;

2. реактор идеального смешения непрерывный, так как изменение концентрации в нём от начального до конечного значения происходит мгновенно;

3. реакторы имеют одинаковую производительность, так как при нулевом порядке реакции и одинаковом времени реакции достигается одна и та же степень превращения исходного компонента.

4.3.3. Как изменяются концентрации реагентов A и B по длине l реактора вытеснения для реакции A + B = R + S (реагент B взят в некотором избытке, начальные концентрации R и S равны нулю)?

1 2 3 4

4.3.4. Как изменяется в реакторе вытеснения степень превращения реагентов A и B для реакции A+B→R+S (реагент A взят в некотором избытке)?

1 2 3 4 5

4.3.5. Какова зависимость дифференциальной селективности S_R' по продукту R от концентрации реагента А для реакции , если n₁ > n₂?

1 2 3 4 5

4.3.6. Как изменяются степени превращения реагентов А и В по длине реактора вытеснения для реакции А + В = R + S (реагент В взят в некотором избытке, начальные концентрации R и S равны 0)?

1 2 3 4

4.3.7. Как изменяются по длине реактора вытеснения концентрации исходных реагентов в реакции А+В→R+S (реагент А взят в некотором избытке, начальные концентрации R и S равны 0)?

1 2 3 4 5

4.3.8. Изменение концентрации исходного реагента во времени t и по объему  периодического реактора идеального смешения имеет вид:

1 2 3 4

4.3.9. Для какого идеального потока характерны следующие изменения концентрации с_а исходного вещества А и его степени превращения х_A по объему реактора v_p?

1. для потока идеального смешения в проточном реакторе;

2. для потока идеального вытеснения;

3. k₁

   k₂

   для потока в реакторе идеального смешения периодическом.

4.3.10. Протекает последовательная необратимая реакция типа А R S. Изменение концентраций реагентов во времени характеризуется кривыми с_A, с_R, с_S.

А) Б) В)

Каково соотношение между k₁ и k₂ в каждом из этих трех случаев?

1. k₁ ~ k₂; В)

2. k₁ > k₂; А)

3. k₁ < k₂; Б)

4.4. Выбор реактора

4.4.1. Установите соответствие

А Б В Г

Д Е Ж З

И К Л М Н

1. реактор для гетерогенных процессов в псевдоожиженном слое (обжиг колчедана); Л)

2. емкостной твердофазный реактор (процесс коксования угля); Ж)

3. трубчатый проточный реактор (термический крекинг в нефтепереработке); З)

4. емкостной периодический реактор с пропеллерной мешалкой (процессы органического синтеза); Г)

5. колонный барботажный реактор (процессы органического синтеза); Н)

6. трубчатый реактор для каталитических процессов (процессы органического синтеза); К)

7. трубчатый проточный реактор (производство 3-хлоропрена); Б)

8. реактор для каталитических процессов в псевдоожиженном слое (окисление нафталина); М)

9. емкостной периодический реактор с лопастной мешалкой (производство красителей); Д)

10. емкостной периодический реактор с мешалкой для вязких жидкостей (производство полимеров); А)

11. емкостной полый пламенный реактор (синтез соляной кислоты); В)

12. радиальный каталитический реактор (паровая конверсия СО); И)

13. адиабатический реактор (каталитическая очистка отходящих газов). Е)

4.4.2. В изотермических условиях проводится простая необратимая реакция A→R до степени превращения x_A. В каких реакторах или системе реакторов потребуется для этого наименьшее время при прочих равных условиях?

1. в реакторе идеального смешения;

2. в реальном трубчатом реакторе;

3. в каскаде из трех реакторов смешения;

4. в реакторе идеального вытеснения;

5. в системе из последовательно соединенных реактора смешения и реактора вытеснения;

6. в реакторе идеального вытеснения с полным рециклом;

7. в реакторе идеального вытеснения с фракционным рециклом.

n₁ R

A

n₂ S

. В каких реакторах или системе реакторов можно достигнуть

максимального выхода продукта R при одинаковой степени превращения, если n₁ < n₂?

1. в реакторе идеального смешения периодическом;

2. в реакторе идеального смешения непрерывном;

3. в реакторе идеального смешения с полным рециклом;

4. в реакторе идеального смешения с фракционным рециклом;

5. в каскаде из 2-х реакторов смешения;

6. в каскаде из 2-х реакторов вытеснения;

7. в каскаде из 2-х последовательно соединенных реакторов смешения и вытеснения;