釜式反应器的研究预习报告

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1、釜式反应器的研究预习报告一、实验原理反应工程基础：1、全混流反应器在流体流动方向上停留时间不同的流体例子之间的混合成为返混，也成为逆向混合。在全混流反应器中，要使物料的返混达到最大值。实际的釜式反应器更接近全混流反应器。本实验中的反应可视作一级反应：C12H22O11(蔗糖)+H2O—→C6H12O6(果糖)+C6H12O6(葡萄糖)在全混流反应器中，反应速率：返混程度的大小，一般很难直接测定，通常是利用物料停留时间分布的测定来研究。然而测定不同状态的反应器内停留时间分布时，我们可以发现，相同的停留时间分布可以有不同的返

2、混情况，即返混与停留时间分布不存在一一对应的关系，因此不能用停留时间分布的实验测定数据直接表示返混程度，而要借助于反应器数学模型来间接表达。停留时间分布的表示方法有两种，一种称为分布函数F(t)，其物理意义是停留时间小于t的粒子所占的分率；另—种称为时间分布密度因数E(t)，其物理意义是停留时间为t的粒子的概率。两个函数的关系为：E(t)=dF(t)/dt﹙1﹚本实验中：C12H22O11(蔗糖)+H2O—→C6H12O6(果糖)+C6H12O6(葡萄糖)水解反应可视为一级反应，其速率方程为：﹙2﹚积分上式得﹙3﹚式中C

3、A为t时蔗糖的浓度；k为反应速度常数。2、多釜串联的全混流反应器由于反应器出口出反应物浓度最低，故全混流反应器总是在最低的反应物浓度下操作，很多情况下将会影响反应的效率。为了利用全混流反应器的混合均匀、温度易控的优点，又使反应不全部在反应物浓度最低的条件下进行，工业上经常将全混流反应器串联起来使用。对于多釜串联的全混流反应器：3、全混流反应器的停留时间分布特性连续操作的几个时间概念：停留时间：物料从进入反应器到出反应器所花的时间；平均停留时间空间时间：反应器有效容积VR与流体特征体积流率V0之比值。4、旋光物质与旋光度当

4、平面偏振光通过盛有旋光性化合物的旋光管后，偏振面就会被旋转(向右或向左)一个角度，这时偏振光就不能通行无阻的穿过与起偏镜棱轴相平行的检偏镜。只有检偏镜也旋转(向右或向左)相同的角度(a角度)，旋转了的平面偏振光才能完全通过。观察检偏镜上携带的刻度盘所旋转的角度，即为该旋光性物质的旋光度。偏振面被旋光性物质所旋转的角度叫旋光度。用a表示。旋光仪是用来测定光学活性物质旋光能力大小和方向的仪器。光学活性物质可以旋转偏振光平面，其大小和方向除了与该物质结构有关外，还与测定时的温度、所用光的波长、溶液的浓度和溶剂、旋光管的长度等有

5、关。一般单色光源用钠光灯，波长为589nm，以D表示。规定以每毫升溶液所含溶质的克数作为质量浓度的单位。由旋光仪测得旋光角度后，可以下式计算旋光度：α为用旋光仪测得的旋光度；c为溶液的质量浓度(g/ml)；l为旋光管的长度/dm；t为测定时温度(℃)，λ为测定所用光波波长(钠光以D表示)。光活性物质为液体时，则以密度ρ(g/ml)代替c，即若以100ml溶液含溶质的克数，则，如果糖的水溶液，溶液浓度为5g/100ml，在1dm旋光管中测得旋光角度为-4.64°，则：书写旋光度时，除注明温度，光波波长外，在数据后的括号内，

6、注明其质量百分浓度和配制溶液用的溶剂。偏振面被旋转的方向有左旋(逆时针)和右旋(顺时针)的区别。用符号D-或(+)表示右旋，L-或(-)表示左旋。例如：(+)-2-丁醇表示右旋；(-)-2-丁醇表示左旋。所有旋光性化合物[不是右旋，就是左旋。根据旋光度测溶液浓度：蔗糖及其水解产物都为旋光物质,其比旋光度分别是;蔗糖为66.65°，葡萄糖为52.5°，果糖为-91.9°。D表示所用光波为钠黄光，其波长为589nm；正值表示右旋（使偏振面顺时针偏转），负值表示左旋（偏振面逆时针偏转）。由于果糖的左旋性大于葡萄糖的右旋性，随着

7、反应的进行，反应产物的浓度逐渐增大，溶液的右旋性逐渐减少，以至经过0°角后转变为左旋。所以可用溶液的旋光度变化来度量反应的程度。溶液的旋光度为溶液中各组分旋光度之和。溶液的浓度可分别表示为CA0＝F(α0－α∞)﹙4﹚CA＝F(αt－α∞)（5）式中α0、αt、α∞分别表示反应时间为0、t、∞时溶液的旋光度，对于给定的条件，α∞为常数；CA为溶液的浓度；F为常数。可将(5)式改写为CA＝Fαt－Fα∞＝Fαt－B(6)从上式可以看出，对于一定初始浓度和PH值的蔗糖溶液来讲，随着水解反应的进行，通过测定溶液的旋光度，即可通

8、过（6）式计算出溶液中的蔗糖浓度，因此可算出相应水解产物的浓度。α0、α∞、αt都是可以测定的，CA0可以从反应器各物流的流量和浓度计算，由此可直接计算出F。因而可通过测定的αt直接由(6)式算出CA。蔗糖水解是在常压下进行的。蔗糖水溶液以一定的进料速度进入反应器，产物以相同的速度从反应器流出，保持反应器内物料体积恒