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化學反應工程學
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95年 - 95 高等考試_二級_化學工程:高等化學反應工程學#38277
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題組內容
三、在一淤漿(slurry)反應器內進行下述反應: C
2
H
4
(g) ﹢H
2
(g) → C
2
H
6
(g) 等莫耳之 H
2
及 C
2
H
4
氣體混合物以氣泡通入內含 Ni 觸媒之甲苯溶液進行,操作條 件為 50
o
C,10 大氣壓。假如其速率決定步驟是 H
2
由氣液界面至甲苯溶液本體,請
⑴求出反應速率方程式,(10 分)
其他申論題
⑵共振頻率ω0 =?(5 分)
#112446
⑶頻寬 B=?(5 分)
#112447
【已刪除】一、稀薄醋酸水溶液在氧化鐵觸媒下之氧化反應為: CH3COOH(aq) + 2O2(aq) → 2CO2(aq) + 2H2O 上述反應機構之基本步驟(elementary steps)可表示如下: 其中 K1與 K2 為平衡常數,k 為速率常數,X 為未被吸附之活化位置(vacant site), CH3COOH.X 與 O.X 為吸附 CH3COOH 與 O 之活化位置,[HCHO]、[CO]與 [HCOOH]為反應中間產物(intermediate products)。假設3.式之表面反應(surface reaction)為速率決定步驟,請依上述反應機構推導出 CO2之生成速率,R(CO2)為 R(CO2)=[(2k3Cx 2 K1K2) CHACO2 1/2]/[1+(4(k3/k2)CxK1K2)CHA] Cx:觸媒上未被吸附之活化位置濃度,CHA與 CO2分別為 CH3COOH 與 O2在觸媒上 表面濃度(surface concentration)。(20 分)
#112448
二、恆溫一階不可逆反應:A→B 在管狀爐內填充直徑 4 毫米觸媒粒子下進行。其反應 是觸媒內部擴散控制(internal-diffusion-limited)。假設反應器進料為百分之百的 A 反應物,其表面速度(superficial velocity)為 3 米/秒,溫度 250o C,5 大氣壓,其 反應速率常數為 2×10-3 立方米/(秒)(公斤),若要完成 80%轉化率,請計算所需之反 應器長度。其他數據如下:觸媒內有效擴散係數(effectiveness diffusivity): 2.66×10-8平方米/秒,粒子密度(particle density):2×103公斤/立方米。(20 分)
#112449
⑵求得轉化率為 40%之不含氣泡下甲苯溶液體積 (volume of bubble-free liquid)。(10 分) 其他數據: 氫氣進料速率:3.4 立方米/分鐘(15o C,1 大氣壓) 亨利常數(Henry's constant):9.4 每單位不含氣泡下甲苯溶液體積之氣泡至氣液表面積,ag :100 平方米/立方米 氣液界面至液相之質傳係數,kL︰0.4 毫米/秒
#112451
⑴請問此反應速率控制步驟為何?說明之。(8 分)
#112452
【已刪除】⑵若上述反應使用於某一裝置時,反應時間為 5 分鐘,而所用粒子大小及其分布如下: 則其平均轉化率為何?(12 分)
#112453
⑴列出滯留時間分佈曲線 (residence time distribution function),E(t)為何?(8 分)
#112454
⑵求其轉化率。(12 分)
#112455
二、填充題 (20%,每格 2 分) 1. 光子的衰減公式為 N =N0e-μx ⋅ B (x,hv ) ,其中 B 代表 (A) 因數。
#112456