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化工总控工理论题库
1,831
单选题

对于如下特征的G-S相催化反应,应选用固定床反应器

A
反应热效应大
B
反应转化率要求不高
C
反应对温度敏感
D
反应使用贵金属催化剂

答案解析

正确答案:D

解析:

**解析:** 固定床反应器(Fixed Bed Reactor)是气-固相催化反应中最常用的反应器类型之一。选择反应器类型时,需要综合考虑反应的热效应、动力学特征、催化剂性质以及工程经济性等因素。以下是对各选项的详细分析: 1. **A. 反应热效应大** * **分析**:固定床反应器的主要缺点之一是传热性能较差。床层内部容易形成热点(Hot spots),导致局部温度过高。对于强放热或强吸热反应,固定床难以有效控制温度,可能导致催化剂烧结、副反应增加或反应失控。 * **结论**:对于热效应大的反应,通常优先选用流化床反应器(传热好、温度均匀)或多管式固定床反应器(通过壳程介质换热),单纯说“应选用固定床”是不准确的,甚至往往是避讳点。 2. **B. 反应转化率要求不高** * **分析**:固定床反应器中流体接近平推流(Plug Flow),返混小,理论上有利于获得较高的转化率。如果转化率要求不高,各种反应器(包括全混流反应器)均可胜任,这并不是选用固定床的特异性理由。 * **结论**:该特征不是选择固定床的主要依据。 3. **C. 反应对温度敏感** * **分析**:如果反应对温度非常敏感(例如需要在极窄的温度范围内操作以避免副反应或催化剂失活),固定床反应器由于存在轴向和径向的温度梯度,控温难度较大。 * **结论**:对温度极度敏感的反应,往往更倾向于使用控温更精准的流化床或带有复杂换热结构的多管式反应器,而非简单的绝热固定床。 4. **D. 反应使用贵金属催化剂** * **分析**: * **催化剂损耗问题**:贵金属催化剂(如铂、钯、铑等)价格昂贵。在流化床或移动床反应器中,催化剂颗粒之间、颗粒与器壁之间存在剧烈的摩擦和碰撞,容易导致催化剂磨损、粉化并随气流流失,造成巨大的经济损失。 * **固定床优势**:在固定床反应器中,催化剂颗粒静止不动,几乎不存在因机械摩擦导致的磨损和流失问题,能够最大程度地保留昂贵的催化剂。 * **其他因素**:贵金属催化剂通常活性较高,所需用量相对较少,适合填充在固定床中。 * **结论**:为了防止昂贵催化剂的磨损和流失,使用贵金属催化剂的气-固相反应**应首选固定床反应器**。 **综上所述,答案选 D。**

相关知识点:

反应特征与反应器匹配

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