单选题
当化学反应的热效应较小,反应过程对温度要求较宽,反应过程要求单程转化率较低时,可采用()反应器
A
自热式固定床反应器
B
单段绝热式固定床反应器
C
换热式固定床反应器
D
多段绝热式固定床反应器
答案解析
正确答案:B
解析:
这道题考查的是不同类型固定床反应器的适用场景,我们需要根据题目中给出的三个关键条件来逐一分析选项。
**1. 题目条件分析:**
* **热效应较小**:意味着反应过程中释放或吸收的热量不多,温度变化不会非常剧烈。
* **对温度要求较宽**:说明反应对温度的敏感度不高,允许操作温度在一定范围内波动,不需要极其精密的温度控制。
* **单程转化率较低**:通常用于可逆反应或为了控制副反应,不需要在一次通过反应器时就达到很高的转化率。
**2. 选项辨析:**
* **A. 自热式固定床反应器**:
* 特点:利用反应自身产生的热量来预热进料,实现热量自给自足。
* 适用场景:通常用于**热效应较大**的反应,以便有足够的热量来维持系统的热平衡。对于热效应较小的反应,自热式往往难以维持稳定的操作温度,或者结构过于复杂且不经济。因此不符合“热效应较小”这一条件。
* **B. 单段绝热式固定床反应器**:
* 特点:结构简单,反应器内不与外界进行热量交换(绝热)。反应物料一次性通过床层。
* 适用场景:
* 由于是绝热操作,床层温度会随着反应进程而变化(放热反应温度升高,吸热反应温度降低)。如果**热效应较小**,这种温度变化就在可控范围内。
* 因为**对温度要求较宽**,所以即使温度随转化率变化,也不会严重影响反应选择性或催化剂寿命。
* **单程转化率较低**意味着反应进行的程度不深,进一步限制了温度的大幅变化,使得单段绝热操作成为可能且经济的选择。
* 结论:完全符合题目中的所有条件。
* **C. 换热式固定床反应器**:
* 特点:反应器内设有换热装置(如列管式),可以及时移走或补充热量,保持恒温或接近恒温操作。
* 适用场景:适用于**热效应较大**且**对温度控制要求严格**(温度要求窄)的反应。虽然它也能处理热效应小的反应,但其结构复杂、造价高。对于“温度要求较宽”且“热效应小”的情况,使用换热式反应器属于“大材小用”,不经济。因此不是最佳选择。
* **D. 多段绝热式固定床反应器**:
* 特点:将反应过程分为多段,段间进行冷却或加热。
* 适用场景:主要用于**热效应较大**的反应,通过段间换热来控制各段的入口温度,防止温度过高或过低,从而提高**单程转化率**或保护催化剂。题目中指出“热效应较小”且“单程转化率较低”,不需要复杂的多段结构来控制温度或提高转化率。因此不符合。
**3. 总结:**
当反应热效应小、温度容忍度高且不需要高单程转化率时,结构最简单、投资最低的**单段绝热式固定床反应器**是最合适的选择。
故正确答案为 **B**。
相关知识点:
反应器选择条件汇总
题目纠错
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