化学反应工程总结

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1、“化学反应工程”总结10一、绪论1．研究对象是工业反应过程或工业反应器研究目的是实现工业反应过程的优化2．决策变量：反应器结构、操作方式、工艺条件3．优化指标——技术指标：反应速率、选择性、能耗掌握转化率、收率与选择性的概念反应器型式操作方式操作条件工程因素TC反应结果r，b工程问题动力学问题4．工程思维方法二、化学反应动力学1.反应类型：简单反应、自催化、可逆、平行、串联反应基本特征、分析判断2.化学反应速率的工程表示3.工业反应动力学规律可表示为：a)浓度效应——n工程意义是：反应速率对浓度变化的敏感程度。b)温度效应——E工程意义是：反应速率对温度变化的敏感程度。已知两个温度下的反应

2、速率常数k，可以按下式计算活化能E：E——cal/mol，j/molT——KR=1.987cal/mol.K=8.314j/mol.K“化学反应工程”总结10三、PFR与CSTR基本方程1.理想间歇：2.理想PFR：3.CSTR：4.图解法0xAfxAτ/cA0τ四、简单反应的计算n=1,0,2级反应特征浓度、转化率、反应时间关系式PFR→CSTR，CSTR→PFR基本关系式PFR（间歇）CSTRn=0n=1n=2“化学反应工程”总结10五、可逆反应APk1k2123TxAT温度效应：浓度效应：PFR积分式CSTR：由基本方程导出“化学反应工程”总结10六、平行反应P（主反应）k1S（副反

3、应）k2A，温度效应：温度升高有利于活化能大的反应浓度效应：浓度升高有利于级数大的反应计算：由基本方程PFR、CSTR推出①反应器选型与组合优化：各种情况分析。β~CA曲线——对应面积=CPβ~XA曲线——对应面积=CP/CA0②最优加料方式：p193-194平行反应PA+BS“化学反应工程”总结10七、串联反应k1k2APS温度效应：温度升高有利于活化能大的反应（同平行反应）浓度效应：凡是使增大的因素对串连反应选择率总是不利的。①串联反应的计算PFRCSTR物料衡算②串联反应的最优反应时间、转化率与最大收率PFRCSTR“化学反应工程”总结10八、自催化反应A＋PP＋P反应器组合优化九、

4、变分子反应①空速SV的物理意义与因次②膨胀率的定义③膨胀因子的物理含义④变分子反应中停留时间t与空时τ的大小关系“化学反应工程”总结10十、循环反应器的计算十一、返混1.不同年龄的物料相互之间的混合——返混（CSTR）相同年龄的物料相互之间的混合——混合（间歇反应器）2.返混的起因：①空间上的反向流动②不均匀的速度分布3.返混的结果：反应器内的浓度变化（）4.改善措施：分割——横向分割和纵向分割5.和含义6.数学期望与方差无因次方差7.CSTRPFR和8.固相反应的计算9.微观混合对反应结果的影响(1)大于一级的反应，上凹曲线，不利(2)小于一级的反应，下凹曲线，有利(3)一级反应的情况，

5、线性关系，无关“化学反应工程”总结10十二、外部传递过程与内部传递过程内容外部传递过程内部传递过程与反应的关系串连过程串-并连过程传递准数浓度、温度关系效率因子当n=1时，当n=1时判别方法计算方法①当<1,>5,外部传递阻力起控制作用。②准数判断。当准数，外部阻力影响消除。①当<1,，当时，内部阻力影响严重。②用实验准数来判断。当准数，内部传递阻力无影响；当准数，内部传递阻力严重。实验方法SV不变，改变气速或转速，测定反应速率的变化。保持实验条件不变，改变催化剂颗粒直径，测定反应速率的变化。“化学反应工程”总结10表观动力学法说明外部传递阻力起控制作用。说明内部传递阻力影响严重。温度状态

6、改变措施增大操作线速度双孔结构，扩孔措施等。绝热温升工程因素返混外扩散内扩散T反应场所C反应结果r，b工程问题动力学问题十三、工程思维方法“化学反应工程”总结10十二、热量传递与反应器的热稳定性1.定态条件热稳定条件2.放热曲线与移热曲线，影响因素。多态—A、B、C点的稳定性3.临界着火状态与临界着火温度Tig12344.临界熄火状态与临界熄火温度Tex5.最大允许温差