- •1. Химическая технология
- •Вторичные;
- •Энергетические;
- •2. Физико-химические основы химико-технологических процессов
- •2.1. Стехиометрия химических превращений
- •2.2. Термодинамика химических превращений
- •2.3. Кинетика химических превращений
- •3. Химический процесс
- •3.1. Гетерогенный химический процесс
- •3.2. Каталитический процесс
- •4. Химический реактор
- •4.1. Общие положения
- •4.2. Математическая модель процесса в реакторе
- •4.3. Процесс в реакторе
- •4.4. Выбор реактора
- •6. Химические производства
- •6.1. Производство серной кислоты
- •6.2. Производство аммиака
- •6.3. Производство азотной кислоты
3.2. Каталитический процесс
3.2.1. В чём сущность ускоряющего действия катализатора?
-
повышает значение свободной энергии;
-
снижает энергию активации реакции;
-
повышает энергию активации реакции;
-
смещает равновесие в обратимой реакции;
-
открывает новый реакционный путь.
3.2.2. Выбрать порядок соотношения между внутренней и наружной поверхностью пористого зерна катализатора Sвн/Sнар:
1) 100; 2) 0,01; 3) 104; 4) 108; 5)1; 6) 106.
3.2.3. Выбрать уравнение для расчета параметра Зельдовича-Тиле при проведении процесса на пористом зерне катализатора с реакцией первого порядка:
1) ; 2) ; 3) ;
4) ; 5) .
3.2.4. Указать способы увеличения степени использования внутренней поверхности зерна катализатора:
-
увеличение размера зерна катализатора;
-
уменьшение размера зерна катализатора;
-
увеличение размеров пор;
-
уменьшение коэффициента диффузии;
-
увеличение температуры;
-
уменьшение температуры.
3.2.5. Для процесса на пористом зерне катализатора правильно выбрать графическую зависимость степени использования внутренней поверхности от параметра Зельдовича-Тиле и области протекания процесса (I – кинетическая область; II – переходная область; III – внутридиффузионная область):
1 2 3
4 5 6
3.2.5. Зависит ли скорость химического процесса от размера зерна катализатора?
-
зависит, если процесс протекает в кинетической области;
-
не зависит, если процесс протекает во внутридиффузионной области;
-
не зависит, если режим в реакторе изотермический;
-
зависит, если внутренняя диффузия является лимитирующей стадией процесса;
-
не зависит, если лимитирующей стадией процесса является эндотермическая реакция.
3.2.6. Какое распределение концентрации внутри пористого зерна катализатора характерно для кинетической области?
1 2 3 4
3.2.7. Какое распределение концентрации внутри пористого зерна катализатора характерно для внутридиффузионной области?
1 2 3 4
3.2.8. При каком режиме в центре пористого зерна будет достигнута максимальная степень превращения?
-
кинетическом;
-
внутридиффузионном;
-
внешнедиффузионном.
3.2.8. Зависит ли скорость превращения вещества в пористом зерне ката-лизатора от температуры при протекании процесса во внутридиффузионной области?
-
зависит;
-
не зависит;
-
слабо зависит.
3.2.9. Зависит ли скорость превращения вещества в пористом зерне катализатора от температуры катализатора при протекании процесса во внешнедиффузионной области?
-
зависит;
-
не зависит;
-
слабо зависит.
3.2.10. Активность катализатора – это характеристика:
-
замедляющего действия на данную реакцию;
-
ускоряющего действия на данную реакцию;
-
избирательности в процессе органического синтеза;
-
термостойкости при проведении сильно экзотермических процессов;
-
стойкости к действию контактных ядов.
3.2.11. Какие способы интенсификации каталитического процесса, протекающего в кинетической или во внутридиффузионной области, можно использовать?
-
измельчение катализатора;
-
повышение температуры;
-
понижение температуры;
-
увеличение концентрации исходных веществ в объеме потока;
-
повышение давления в аппарате;
-
понижение давления;
-
организация псевдоожижения.
3.2.13. Укажите причину увеличения скорости реакции в присутствии катализатора:
-
изменяется энергия активации реакции;
-
увеличивается движущая сила процесса;
-
изменяется константа равновесия;
-
изменяется фазовый состав реагентов;
-
изменяется температурный режим.
3.2.14. Экзотермический каталитический процесс протекает стационарно в области внешней диффузии. Будут ли различаться температура потока и катализатора, почему и насколько?
-
нет. Теплопроводность твердого катализатора большая, что выравнивает температуры потока и катализатора.
-
нет. Вследствие интенсивного теплообмена выравнивается температура между катализатором и потоком.
-
да. Теплообмен между катализатором и потоком не достаточен для полного выравнивания их температур, которые будут различаться на несколько градусов.
-
да. Тепло- и массообмен между катализатором и окружающим потоком имеют одинаковый механизм переноса (молекулярный перенос через пограничный слой), т.е. процесс протекает адиабатически и температура катализатора отличается от температуры потока на величину адиабатического разогрева Tад.
-
да. Но часть тепла реакции расходуется на нагрев катализатора, и его температура меньше величины адиабатического разогрева Tад.