釜式及均相管式反应器.ppt

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1、第三章理想流动反应器合肥工业大学化工学院HefeiuniversityoftechnologySchoolofchemicalengineering第一节　流动模型概述第二节　理想流动反应器绪论1第一章应用化学反应动力学及反应器设计基础6第二章气-固相催化反应本征及宏观动力学34第三章釜式及均相管式反应器70第四章反应器中的混合及对反应的影响106第五章固定床气-固相催化反应工程126第六章气-液反应工程176第七章流-固相非催化反应212第八章流化床反应工程236第九章气-液-固三相反应工程270第一节间歇釜式反应器第二节连续流动均相

2、管式反应器第三节连续流动釜式反应器第四节理想流动反应器的组合和比较第五节多重反应的选择率第六节半间歇釜式反应器第七节釜式反应器中进行的多相反应第八节讨论与分析参考文献习题第三章釜式及均相管式反应器第一节间歇釜式反应器一、釜式反应器的特征二、间歇釜式反应器的数学模型1.等温等容液相单一反应2.等温等容液相多重反应三、间歇釜式反应器的工程放大及操作优化1.工程放大2.反应时间的优化3.配料比4.反应温度第三章釜式及均相管式反应器第一节间歇釜式反应器一、釜式反应器的特征特点:1由于剧烈搅拌，反应器内物料浓度达到分子尺度上的均匀，且反应器内浓度处

3、处相等，因而排除了物质传递对反应的影响；2具有足够强的传热条件，温度始终相等，无需考虑器内的热量传递问题；3物料同时加入并同时停止反应，所有物料具有相同的反应时间。优点：操作灵活，适用于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产缺点：装料、卸料等辅助操作时间长，产品质量不稳定第一节间歇釜式反应器一、釜式反应器的特征精细化工产品的生产中的液相反应、液液非均相反应；有色冶金及化学矿加工中的液固反应；生物反应中的微生物发酵反应；聚合物生产中的乳液聚合及悬浮液聚合；第一节间歇釜式反应器一、釜式反应器的特征Standardisedstirredtank

4、reactorsizes反应釜规格4006301000250040006300总容积L5338471447346053748230夹套容积L120152216368499677换热面积m22.53.14.68.311.715.6主要尺寸(mm)d180010001200160018002000h1100010001200160020002500d290011001300170019002100h2125013001550206025003050标准尺寸(accordingtoDIN)Deutschland,GermanyDeutschei

5、ndustrynorm反应釜规格4006301000250040006300总容积L5338471447346053748230夹套容积L120152216368499677换热面积m22.53.14.68.311.715.6主要尺寸(mm)d180010001200160018002000h1100010001200160020002500d290011001300170019002100h2125013001550206025003050标准尺寸(accordingtoDIN)第一节间歇釜式反应器一、釜式反应器的特征二、间歇釜式反应器

6、的数学模型1.等温等容液相单一反应2.等温等容液相多重反应三、间歇釜式反应器的工程放大及操作优化1.工程放大2.反应时间的优化3.配料比4.反应温度第三章釜式及均相管式反应器二、间歇釜式反应器的数学模型用数学模型描述反应物组成随时间的变化情况对整个反应器进行物料衡算：0流入量=流出量+反应量+累积量0单位时间内反应量=单位时间内消失量等容过程，液相反应图解积分示意图t/cA0[rA]-1xxAfxA0t[rA]-1CACAfCA0二、间歇反应器的数学描述1.等温等容液相单一反应一级不可逆反应1st.OrderReaction（irreve

7、rsible）反应级数反应速率残余浓度式转化率式n=0n=1n=2n级n≠1表3－1理想间歇反应器中整级数单反应的反应结果表达式k增大(温度升高）→t减少→反应体积减小讨论：间歇反应器中的单反应反应浓度的影响1.k的影响零级反应：t与初浓度CA0正比一级反应：t与初浓度CA0无关二级反应：t与初浓度CA0反比3.残余浓度零级反应：残余浓度随t直线下降一级反应：残余浓度随t逐渐下降二级反应：残余浓度随t慢慢下降反应后期的速度很小；反应机理的变化由表中所列结果，可以得出以下几点结论。对于任一级反应，当CA0、xAf或CAf确定后，kt即为定值

8、：当k↗，t↘；当k↘，t↗。对于任一级反应都是如此。当转化率xAf确定后，反应时间与初始浓度的关系和反应级数有关。0级反应：，成正比1级反应：，无关2级反应：，成反比利用上述的反应特性，可