“化学反响工程”总结2
“化学反响工程”总结
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“化学反响工程”总结1
“化学反响工程”总结
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一、绪论
1．
争论对象是工业反响过程或工业反响器
争论目的是实现工业反响过程的优化
决策变量：反响器构造、操作方式、工艺条件
优化指标——技术指标：反响速率、选择性、能耗把握转化率、收率与选择性的概念
工程思维方法
反响器型式操作方式操作条件
T
工程因素 反响结果r，
C
工程问题 动力学问题
二、化学反响动力学
反响类型：简洁反响、自催化、可逆、平行、串联反响根本特征、分析推断
化学反响速率的工程表示
工业反响动力学规律可表示为：
浓度效应——n工程意义是：反响速率对浓度变化的敏感程度。
温度效应-—E工程意义是：反响速率对温度变化的敏感程度。
两个温度下的反响速率常数k，可以按下式计算活化能E：E——cal/mol，j/mol T——K
R=1。987cal/mol.K=8.314j/mol.K
三、PFR与CSTR根本方程
抱负间歇：
抱负PFR：
CSTR：
图解法
τ/c
τ
A0
0 x x
Af A
四、简洁反响的计算
n=1,0,2级反响特征
浓度、转化率、反响时间关系式PFR→CSTR，CSTR→PFR
根本关系式 PFR〔间歇〕n=0
n=1n=2
τ
CSTR
五、可逆反响 A k1 P
k
2
温度效应： xA
浓度效应：
PFR积分式
CSTR：由根本方程导出 1
2
3
T
T
六、平行反响
1k P〔主反响〕
1
A
2， k S〔副反响〕
2
温度效应：温度上升有利于活化能大的反响浓度效应：浓度上升有利于级数大的反响计算:由根本方程PFR、CSTR推出
①反响器选型与组合优化：
各种状况分析。β～CA曲线——对应面积=CP
β～XA曲线—-对应面积=CP/CA0
②最优加料方式：p193—194平行反响
P
A+B
S
七、串联反响
APSk k
A
P
S
1 2
温度效应:温度上升有利于活化能大的反响(同平行反响〕
浓度效应:但凡使增大的因素对串连反响选择率总是不利的。
①串联反响的计算
PFR CSTR
物料衡算
②串联反响的最优反响时间、转化率与最大收率PFR CSTR
“化学反响工程”总结6
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“化学反响工程”总结5
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八、自催化反响
A＋P P＋P
九、变分子反响
反响器组合优化
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变分子反响中停留时间t与空时τ的大小关系
十、循环反响器的计算十一、返混
不同年龄的物料相互之间的混合——返混〔CSTR〕
一样年龄的物料相互之间的混合--混合〔间歇反响器〕
返混的起因：①空间上的反向流淌②不均匀的速度分布
返混的结果：反响器内的浓度变化〔)
改善措施：分割—-横向分割和纵向分割
和含义
数学期望与方差 无因次方差
CSTR
PFR和
固相反响的计算
微观混合对反响结果的影响
〔1)大于一级的反响，上凹曲线，不利
〔2〕小于一级的反响，下凹曲线，有利
〔3)一级反响的状况，线性关系,无关
十二、外部传递过程与内部传递过程
内 容
与反响的关系传递准数浓度、温度
外部传递过程 内部传递过程串连过程 串—并连过程
关系
效率因子 当n=1时， 当n=1时
“化学反响工程”总结8
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“化学反响工程”总结7
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计算方法①当
判
〈1,
别
①当〈1,,
当时，内部阻力影响严
方 5，外部传递阻力起重。
法 掌握作用.
②用试验准数来推断.
②准数推断.当准数,当准数，内部传递阻力
外部阻力影响消退。 无影响;当准数，内部传
递阻力严峻。
实验方法SV不变，转变气速或保持试验条件不变，改转速，测定反响速率的变催化剂颗粒直径，测变化. 定反响速率的变化。
表观动力学说明外部传递阻力起说明内部传递阻力影响
法 掌握作用。 严峻。
温度状态
改变措施绝热温升
十三、工程思维方法
增大操作线速度 双孔构造，扩孔措施等。
工程因素返混外集中内集中
T
反响场所
C
反响结果r，
工程问题 动力学问题
十二、热量传递与反响器的热稳定性
定态条件 热稳定条件
放热曲线与移热曲线，影响因素。多态—A、B、C点的稳定性
临界着火状态与临界着火温度Tig
临界熄火状态与临界熄火温度Tex
3 2
4 1
最大允许温差