问题详情

在氧化铝为载体的镍催化剂上，进行苯气相加氧反应以生产环己烷，即
C₆H₆+3H₂→C₆H₁₂
催化剂为圆柱状，直径和高度均为8mm，颗粒密度为0.9g/cm³，堆积密度为0.6g/cm³，反应混合物以质量速度为1500kg/(m³·h)，通过反应器。已知在反应器的某一截面处，反应混合物组成为：C₆H₆1.2%，H₂92%，环-C₆H₁₂6.8%。气体温度为180℃，压力为0.10133MPa，反应速率为0.0195mol(环C₂H₁₂)/(g(cat)·h)，试计算该处催化剂外表面的温度和苯浓度。
根据给定的温度、压力及混合气组成，可以估算出反应气体的物理性质如下：苯的扩散系数D=0.678cm²/s，气体混合物导热系数λ_g=0.7322kJ/(m·h·℃)，混合气体黏度μ=1.161×10^-5Pa·s，混合气体平均热容c_p=37.24kJ/(kmol·℃)，反应热(-△H)=213384J/mol