反应器型式和操作方式的评比和选择平行反应和连串反应

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1、二平行反应平行反应是一种典型的复合反应，流动状况不但影响其所需反应器的大小，而且还影响反应产物的分布；优化的主要技术指标是目的产物的选择性；当平行反应中主产物和副产物的反应级数不同时，可通过适当地选择反应器的类型和反应条件来促使主反应占优势。一定反应条件下，k1、k2和反应级数α1、α2为常数，只有cA可变。由上式分析可知，可使cAα1-α2,提高目的产物的收率在PFR和BR中进行反应时，反应物A的浓度值比CSTR中的大反应物浓度大，对反应级数高的反应有利；反应物浓度小，对反应级数低的反应更有利。要使cAα1-α2值大，应按不同情况进行考虑：当α1>α2时，cA值愈大，cAα1-

2、α2就愈大，则rR/rS比值愈大，R的收率越高。此时，采用PFR,BR或多釜串联反应器有利。当α1<α2时,cA值愈小，cAα1-α2就愈大，R的收率就高。可采用CSTR反应器较为合适。为了提高R的收率，还可以用下列途径保持较大的反应物浓度：采用较小的单程转化率；以较高的浓度进料；对气相反应，可增加系统的压强；要保持较小的cA：采用较大的单程转化率；将部分反应后的物料循环使用，以降低进料中的反应物浓度；加入惰性稀释剂；对气相反应采用减压操作。要提高R的收率，应使上式右边相尽可能大对于一平行反应，在温度一定的条件下，浓度是控制产物分布的关键。总结：反应物浓度大，有利于平行反应中反应

3、级数高的反应；浓度小的有利于级数低的反应；级数相同的反应，浓度不影响产物的分布。思考+讨论：浓度不变时，温度的影响呢？三连串反应指反应产物能进一步反应成其它产物的过程。讨论：反应物A的浓度随反应时间的增加呈指数递减；产物S的浓度随反应时间的延长而递增；中间产物R的浓度有一个最大值。相应有一个最适宜的反应时间。超过这个反应时间，由于R的浓度增大对副产物S生成有利，使得R的选择性减小，因此，为获得较多的目的产物R:控制反应时间；从反应器的型式和操作方法上采取不利于S生成的措施，以提高R的选择性。上图是产物R的选择性S与转化率xA的变化曲线。在CSTR中，反应开始时R的浓度比PFR中的

4、要高，这对于S的生成有利，所以在任意转化率时，SPFR>SCSTR。在（k2/k1）=1，应选平推流反应器；在（k2/k1）远远大于1时，为避免产生过多的副产物S,应设法降低反应器中反应物A的单程转化率，并从经济的角度加以权衡，将产品R中未反应的A经分离后再循环进入反应器；假若工艺条件允许，可改变操作温度，以使k2/k1减少；在（k2/k1）远远小于1时，可用较高的转化率，此时选择性降低不多，而分离任务不大，循环量可大大减少；温度的影响提高温度对活化能大的反应有利，若生成目的产物活化能较高，就应提高温度；提高原料的浓度，降低目的产物R,有利于提高选择性，显然平推流反应器（间歇反应

5、器）比全混流反应更易满足这一条件，应选用平推六反应器。