催化剂失活习题.doc

催化剂失活习题
一、 在固定床催化反应器中，等温下进行二级不可逆反应：

在反应温度下，反应速率方程为：
失活方程为：
进料中组分A的浓度为0.4kmol／m3，流量等于20kmol／h，催化剂用量为1000kg。
试计算：
1．操作开始时反应器出口组分A的转化率；
2．操作600h时反应器出口组分A的转化率；
3． 600h操作阶段内反应器出口组分A的平均转化率。
二、 一个流化催化裂化系统(FCC)，该系统由两个带有悬浮态的细催化剂的流化床(反应的和再生的)组成，催化剂在装置间连续循环。石油气进入反应器，与催化剂接触并裂化。在反应中碳沉积在催化剂上，使催化剂失活，而在再生器中，碳沉积物被烧去，催化剂活性恢复。现在原料油A的转化率XA为0.5，反应器中催化剂的平均活性。在操作条件发生下述变化时，求转化率：
1反应气进料流量加倍；
2催化剂循环速率加倍；
3反应器体积加倍；
[注意：]未提到的其它因素保持不变，同时假设气体是活塞流，固体是全混流。
反应动力学方程为：
失活动力学方程为：

催化剂失活习题
一．解:

经过整理可以得到：
1.当，a=1时,==
2.当,时,==
3从到时,===
二．解
反应动力学方程为：；τ
由于固相全混流，反应器内催化剂活性可由平均活性代入。这样就得到：
（1）
（2）
当，时，得到＝

由固体全混流知道，催化剂活性可由全混流公式：
（3）
代入（3）式中，得到（4）
由已知条件得到；
①由，不变，从而，
②当，不变，代入（4）式得到，再代入（2）式：
③反应器体积,代入（4）式，得到；
随之，一起代入（2）式得到得到
说明该反应器，体积增大对反应本身无明显影响。