化学反应工程复习总结
化学反应工程知识点复习 ppt课件

k之所以称之为常数,是指当反应温度不变时,k是个 常数,当反应温度变化较大时它就不再是常数。 活化能E,根据过度状态理论,反应物生成产物,要 超过一个能垒,因此E的取值永远是正值。
图2-1
lnk与1/T是直线关系 -E/R为斜率 lnk0为截距
通过实验测出不同温度下的 速率常数k,作图根据截距 就可以求出指前因子k0,再 根据直线的斜率求出活化能 E
对于(恒容)气相反应,由于分压与浓度成正比,也可 用分压来表示。
( r )
1
dn A
k
P P
A V dt
pA B
问题:
化学反应速率式为,rAKCC ACB
如用浓度表示的速率常数为Kc, 用压力表 示的速率常数Kp,则Kc= Kp
化学反应工程知识点复习
(3) 基元反应 基元反应指反应物分子一步直接转化为产物分子的反应 。 凡是基元反应,其反应速率遵循质量作用定律,即根据 化学计量关系,就可以写出反应速率方程。 (4)反应级数 反应级数:指浓度函数中各组分浓度的幂数。
•答:1/3 1/2
冪数型动力学方程和双曲型动力学方程
1)幂数型动力学方程 aA+bB=rR+sS
实验研究得知,均相反应速率取决于物料的浓度
和温度,反应速率符合下述方程,称之为幂数型
动力学方( r A ) k A c A c B
k cA cB
式中k称作反应速率常数;α、β是反应级数。
对二级不可逆反应:
A + B → 产物
其反应速率方程为:
rA
dCA dt
CA0
dxA dt
k CACB
k CA01 xACB0 CA0xA
(完整word版)化学反应工程学知识点总结

第一章1、过程工业:以物质转化为核心2、装置与产品制造工业:以物件的加工和组装为核心3、化工过程:原料获取(预处理)、化学反应过程、产品分离和提纯4、本科目研究的对象:以工业规模进行化学反应过程,目的:实现工业反应过程的优化5、实现工业反应过程的优化分两类:设计优化、操作优化6、反应过程优化的技术指标:反应速率、反应选择率、反应收率、能量消耗7、决策变量:结构变量、操作方式、工艺条件(结构变量:反应器类型,单相:均相管式反应器和均相釜式反应器,两相,:固定床反应器,液化床,气液相反应器,三相:)(操作方式:间歇、连续、半连续,加料方式:一次性、分批加料、分段加料)8、化学反应工程研究的内容:1化学反应过程(容积、表面反应过程)1、物理传递过程(反混合不均匀性、传质过程、传热过程)9、研究方法(数学模型法):数学表达式即动力学方程式(一反)、物料、热量、动量衡算式(三传)、参数计算式10、数学模型法基本特征:过程分解、过程简化第二章1、化学反应动力学是研究化学反应速率和机理的科学2、本征动力学(微观):排除物理过程,表观动力学(宏观):包含物理过程3、反应速率定义:反应量/(反应时间)(反应区)4、均相前提:分子尺度上混合均匀、特征:无物理过程5、复杂反应(可逆反应、自催化反应、平行反应、串联反应)6、固体催化剂的组成及活化:特点:活性、选择性、稳定性,组成:活性成分、载体、助催化剂,活化:还原。
7、化学反应过程分为:容积反应过程、表面反应过程8、气固相催化反应过程包括:(内、外)扩散过程、表面反应过程9、吸附模型:理想吸附模型、真实吸附模型10、反应级数的工程意义是:表示反应速率对于反应物浓度变化的敏感程度11、气液非均相反应过程的反应区取法分为:选用液相体积、选用反应器体积12、在包含物理过程影响下测得的反应速率称为表观反应速率。
13、物理传质过程与化学反应过程串联时,通常是慢一步速率的决定表现反应速率(过程速率的控制步骤)14、均相反应动力学是研究反应在同一项中进行的规律性.15、工程上实际的均相反应应满足两个条件:反应系统可以成为均相、预混合过程的时间远小于反应时间吸附分为物理、化学吸附16、化学吸附可分为:活化化学吸附、非活化化学吸附17、化学反应速率特征可以概括地表示为反应速率的浓度效应、温度效应18、基本的物理过程有:返混、传质、传热19、气固相催化反应是指气体在固体催化剂上进行的催化反应第三章1、反应器设计的基本内容:选择合适的反应器类型、确定最佳工艺条件、计算反应器体积2、反应器设计的基本方程包括反应动力学方程式、物料衡算方程式、热量衡算方程式、动量衡算方程式3、物料衡算和反应速率式式描述反应器性能的两个最基本的方程式4、辅助时间是指装料、升温、降温、卸料、清洗时间的总和5、反应后期转化问题的严重程度顺序是:二级>一级>零级6、反应物同时进行两个或两个以上的反应成为平行反应7、平行反应选择率的温度效应是:高温度有利于活化能高的反应8、串联反应:反应物能进一步反应生成其他副产物的反应9、间歇反应器的反应体积是指反应物在反应器中所占的体积第四章1、反应前后物料浓度变化不明显:衡容反应系统2、表征反应前后分子数变化程度的方法的有:膨胀率发、膨胀因子法3、膨胀率¢的定义是指反应组分全部转化后系统体积变化的分率第五章1、全混流:釜式反应器中,一边连续加料、另一边连续出料2、返混:停留时间不同物料的混合3、造成返混的原因:设备中存在不同尺度的环流、不均匀的速度分布4、限制返混的主要措施:分割(横向、纵向)5、连续釜反应器特点:反应物料浓度降低至出料水平,降低了反应速度6、返混是连续化反应时伴生的现象,原因是空间的反向运动和不均匀速度分布第六章1、混合现象:宏观、微观混合2示踪物的输入方法有阶跃注入法、脉冲注入法、周期注入法3、连续反应过程的考察方法:以反应器、反应物料为对象的的考察方法4、非理想流动模型分为:数学模型方法、扩散模型(适合于返混程度较小的非理想流动模型)、多级全混流模型。
化学反应工程复习要点

全混流模型——返混程度为无穷大,反应物料以稳定流量
流入反应器,新鲜物料与存留在反应器中的物料达到瞬间 完全混合。出口处物料的浓度、温度等参数与反应器中物 料相同。停留时间分布中有的很长,有的很短;举例—— 强烈搅拌的连续釜式反应器。
➢ 年龄分布—仍然留在反应器中的质点的RTD ➢ 寿命分布—反应器出口处质点的RTD ➢ 返混
不同年龄质点间的混合—时间概念上的逆向。连续流动 反应器中,反应物料的参数随空间位置而变,不同空间 位置的物料由于倒流、绕流、回流等流动状况,使不同 年龄的质点混合,即返混。
理想流动模型
平推流模型——反应物料以稳定流量流入反应器,沿着物
复习
课程的任务和基本要求
化学反应工程——化学工程学科的一个分支,以工业反应过 程为主要研究对象,以反应技术的开发、反应过程的优化和 反应器设计为主要目的的一门新兴工程学科。 研究对象——工业反应过程,研究过程速率及其变化规律、 传递规律及其对化学反应的影响。
三传一反
一、 化学反应工程学的研究方法
1、反应进度 对于单一反应
A A BB LL M M
nA nA0 nB nB0 nL nL0 nM nM 0
A
B
L
M
ξ称为“反应进度”,单位为mol.
ξ取正值
注:各组分初始态的物质的量分别为nA0, nB0, nL0, nM0 “某一状态”反应物质的量为nA,nB,nL,nM
dc
(ri )V
i
dt
连续系统
(r ) dNi
化学反应工程总复习

《化学反应工程》综合复习资料一、填空题1.多级混合模型的唯一模型参数为 ,轴向扩散模型的唯一模型参数为 。
2.在均相反应动力学中,利用实验数据求取化学反应速率方程式的两种最主要的方法为和 。
3.反应级数 (可能/不可能)是0,基元反应的分子数 (可能/不可能)是0。
4.测定非理想流动的停留时间分布函数时,两种最常见的示踪物输入方法为 和 。
5.某一级液相反应在间歇式反应器中进行,5min 转化率为50%,则转化率达到80%需时间__ ____min 。
6.某反应的速率方程式为n A A r kC -= mol/(m 3.h),则反应级数n 为2时,k 的单位为 _。
7.某反应的计量方程为A R S →+,则其反应速率表达式 。
8.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础,其中“三传”是指 、 和 ,“一反”是指 。
9.完全混合反应器(全混流反应器)内物料的温度和浓度 ,并且 (大于/小于/等于)反应器出口物料的温度和浓度。
10.在一个完整的气—固相催化反应的七大步骤中,属于本征动力学范畴的三步为 、 和 。
二、选择题1.对于瞬时收率和总收率,下列正确的说法有 (多项选择)。
A. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等;B. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率相等;C. 对于平推流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系;D. 对于全混流反应器,反应的瞬时收率与总收率之间是积分关系; 2.某反应速率常数的单位为m 3/(mol.hr),该反应为 级反应。
A. 零级B. 一级C. 二级D. 不能确定. 3..对于平行反应SA RA 222111n ,E ,k n E ,k −−−→−−−−→−,,活化能E 1>E 2,反应级数n 1<n 2,如果目的产物是R 的话,我们应该在 条件下操作。
A. 高温、反应物A 高浓度;B. 高温、反应物A 低浓度;C. 低温、反应物A 高浓度;D. 低温、反应物A 低浓度 4.关于E 函数和F 函数,下面正确的是 。
化学反应工程复习总结

化学反应工程复习总结work Information Technology Company.2020YEAR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 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))((反应区反应时间反应量反应速率=3. 工业反应动力学规律可表示为:)()(T f C f r T i C i ⋅=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速率常数k ,可以按下式计算活化能E :E ——cal/mol ,j/mol T ——KR = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K三、PFR 与CSTR 基本方程1. 理想间歇:⎰⎰-=--==Af A Af A x x A AA c c A A R r dx c r dc v V t 00)()(00反应结果r ,工程问题2. 理想PFR : ⎰⎰-=--==Af A Af A x x A AA c c A A R p r dx c r dc v V 00)()(00τ3. CSTR :)()(00A AA A A A R p r x c r c c v V -=--==τ 4. 图解法四、简单反应的计算 n=1,0,2级反应特征0(1)A A A c c x =-浓度、转化率、反应时间关系式PFR →CSTR ,CSTR ←PFR基本关系式PFR (间歇)CSTR00()Af A c R Apc A V dc v r τ==--⎰0()A AR m A c c V v r τ-==-n=00A A p c x k τ=0A A p c x k τ=n=11ln1p Ak x τ=-0A Am Ac c kc τ-=xxτ/c A0 τn=2五、可逆反应A P)()(02121AA A P A A C C k C k C k C k r --=-=-))((21Ae A C C k k -+=)()(021A Ae A x x C kk -+=温度效应: 浓度效应:⇒=-0)(A r ])1(ln[102012A Aeq x x k k R E E T --=])x (x k k E E ln[R E E A A opt --=110201212PFR 积分式CSTR :由基本方程导出六、平行反应A211211n An A n AS P P C k C k C k r r r +=+=β, k 1k 2P (主反S (副反AfAC C AAfA pf C C dC C C C AfA --=-=⎰000ββ0()AA C p Ppf A C A AdC r C dC r dC ββ==-=--⎰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:β~C A P β~X A 曲线——对应面积=C P /C A0②最优加料方式:p163-164 平行反应P 111m B n A p C C k r = A+BS 222m B n A s C C k r =七、串联反应A P SAACkr1)(=-PAPCkCkr21-=PSCkr2=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APCC/增大的因素对串连反应选择率总是不利的。
化学反应工程考试要点总结

化学反应工程考试总结一、填空题:1.所谓“三传一反”是化学反应工程学的基础,其中“三传”是指质量传递、热量传递和动量传递,“一反”是指反应动力学。
2.各种操作因素对于复杂反应的影响虽然各不相同,但通常温度升高有利于活化能高的反应的选择性,反应物浓度升高有利于反应级数大的反应的选择性。
3.测定非理想流动的停留时间分布函数时,两种最常见的示踪物输入方法为脉冲示踪法和阶跃示踪法。
4.在均相反应动力学中,利用实验数据求取化学反应速度方程式的两种最主要的方法为积分法和微分法。
5.多级混合模型的唯一模型参数为串联的全混区的个数N ,轴向扩散模型的唯一模型参数为Pe(或Ez / uL)。
6.工业催化剂性能优劣的三种最主要的性质是活性、选择性和稳定性。
7.平推流反应器的E函数表达式为,()0,t tE tt t⎧∞=⎪=⎨≠⎪⎩,其无因次方差2θσ=0 ,而全混流反应器的无因次方差2θσ= 1 。
8.某反应速率常数的单位为m3 / (mol⋅ hr ),该反应为 2 级反应。
9.对于反应22A B R+→,各物质反应速率之间的关系为(-r A):(-r B):r R=1:2:2 。
10.平推流反应器和全混流反应器中平推流更适合于目的产物是中间产物的串联反应。
11.某反应的计量方程为A R S→+,则其反应速率表达式不能确定。
12.物质A按一级不可逆反应在一间歇反应器中分解,在67℃时转化50%需要30 min, 而在80 ℃时达到同样的转化率仅需20秒,该反应的活化能为 3.46×105(J / mol ) 。
13.反应级数不可能(可能/不可能)大于3。
14.对于单一反应,在相同的处理量和最终转化率条件下,选择反应器时主要考虑反应器的大小;而对于复合反应,选择反应器时主要考虑的则是目的产物的收率;15.完全混合反应器(全混流反应器)内物料的温度和浓度均一,并且等于(大于/小于/等于)反应器出口物料的温度和浓度。
化学反应工程知识点

化学反应工程知识点1.反应机理和动力学反应机理是指反应的分子层面的步骤和中间产物,它对理解和控制反应过程非常重要。
动力学研究反应速率与反应物浓度的关系,了解反应速率规律,通过动力学模型可以预测反应速率和产物选择性。
2.反应条件的选择反应条件的选择包括温度、压力、反应物浓度、反应物配比和催化剂等。
化学反应的速率和选择性往往受到反应条件的影响,优化反应条件可以提高反应速率和产物质量。
3.反应器的设计和优化反应器是进行化学反应的设备,其设计和优化对反应过程的效率和产品质量具有重要影响。
常见的反应器类型有批式反应器、连续式反应器和循环式反应器等。
反应器的选择和设计要考虑反应物性质、反应过程的控制方式、热传导和质量传递等因素。
4.反应工艺的控制反应工艺的控制包括对反应过程的监测和调节,以维持所需的反应条件和优化产品质量。
常用的控制策略有温度、压力和反应物供给的控制等。
控制系统的设计和优化需要考虑反应机理、反应动力学和工艺实际操作的特点。
5.安全与环保化学反应过程中会产生化学品和能量的变化,单个反应步骤可能会产生副产物和废物。
因此,反应工程也需要关注安全性和环保性。
安全性考虑的因素包括反应物和产物的毒性、易燃性和爆炸性等,以及反应条件的选择和操作的威胁。
环保方面,需要考虑减少废物的生成,回收利用资源,优化反应条件以减少能耗和污染物排放。
6.规模放大与工业化化学反应工程要实现从实验室到工业生产的规模放大和工艺转化。
这涉及到规模放大的技术、成本评估和安全规范,以及将实验室的合成路线或方法转化为适合大规模生产的工艺。
同时,也需要考虑工艺的稳定性和连续运营的可行性。
以上是化学反应工程的一些基本知识点,化学反应工程涵盖了多个学科领域,是化学工程和化学的交叉学科。
化学反应工程的研究和应用有助于解决实际生产中的技术问题,提高反应过程的效率和产品质量,同时也倡导可持续发展和环保意识。
【精品】化学反应工程考点总结

【精品】化学反应工程考点总结化学反应工程是化学反应与化学工程相结合的领域,它涉及到反应热力学、动力学、工艺设计等诸多方面。
在考试中,涉及到化学反应工程的知识点不少,以下就是一些较为重要的考点总结。
1. 化学反应平衡常数在化学反应工程中,平衡常数是一个很重要的概念,它可以用于描述反应的平衡态。
平衡常数被定义为反应物和生成物之间的比例关系。
在考试中,会出现很多计算和应用化学反应平衡常数的问题。
2. 反应热力学反应热力学是另一个非常重要的考点。
它可以用于描述反应中的热量变化,包括反应热、焓变、熵变等。
在实际工业生产中,反应热力学常常被用来设计反应器和预测反应的产物。
3. 反应动力学反应动力学可以用来研究反应速率随反应物浓度、温度、催化剂等因素的变化规律。
在考试中,会经常出现与反应动力学有关的计算题和实际应用题。
4. 反应器设计与控制反应器是进行化学反应的设备,反应器设计与控制是反应器工程的核心内容。
在考试中,会出现和反应器设计、控制有关的题目。
例如,如何选择反应器类型、如何设计反应器容积等。
5. 反应器模型与模拟反应器模型与模拟是指通过建立数学模型来描述反应器中反应的过程。
在考试中,会涉及到一些如何建立反应器模型、如何进行反应器模拟的问题。
6. 催化剂催化剂是化学反应中扮演着重要角色的物质。
在化学反应工程中,催化剂被广泛应用,例如催化剂可以提高反应速率,使反应条件更加温和。
在考试中,催化剂也是很重要的一个考点。
总结以上就是化学反应工程的一些重要考点总结。
在考试中,如果掌握上述考点,相信大家一定会取得不错的成绩。
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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))((反应区反应时间反应量反应速率=3. 工业反应动力学规律可表示为:)()(T f C f r T i C i ⋅=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速率常数k,可以按下式计算活化能E :E ——cal/mol ,j/mol T ——KR = 1.987cal/mol.K = 8。
314 j/mol.K三、PFR 与CSTR 基本方程1. 理想间歇:⎰⎰-=--==Af A Af A x x A AA c c A A R r dx c r dc v V t 00)()(00工程问题2. 理想PFR : ⎰⎰-=--==Af A Af A x x A AA c c A A R p r dx c r dc v V 00)()(00τ3. CSTR : )()(00A AA A A A R p r x c r c c v V -=--==τ 4. 图解法四、简单反应的计算 n=1,0,2级反应特征0(1)A A A c c x =-浓度、转化率、反应时间关系式PFR →CSTR ,CSTR ←PFR基本关系式PFR (间歇)CSTR 00()Af A c R A pc A V dc v r τ==--⎰0()A AR m A c c V v r τ-==-n=00A A p c x k τ=0A A p c x k τ=n=11ln1p A k x τ=-0A Am Ac c kc τ-=n=2 011p A A k c c τ=-02AA Am c c kc τ-=0 x Af x Aτ/c A0 τ五、可逆反应A P)()(02121A A AP A A C C k C k C k C k r --=-=-)1(10A Ax k -])x (x k k E E ln[R E E A A opt --=110201212PFR 积分式CSTR :由基本方程导出 六、平行反应211211n An A n AS P P C k C k C k r r r +=+=β, AfA C C AAfA pf C C dC C C C AfA --=-=⎰000ββk 1k 2 P (主反应) S (副反应)()AA C p Ppf A C A AdC r C dC r dC ββ==-=--⎰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:β~C A P β~X A 曲线—-对应面积=C P /C A0②最优加料方式:p163-164 平行反应P 111m B n A p C C k r = A+BS 222m B n A s C C k r =七、串联反应A P S A A C k r 1)(=-P A P C k C k r 21-=P S C k r 2=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A P C C /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 t k A A e C C 10-=物料衡算)e e (C k k k C t k t k A P 210121---=- S P A A 0②串联反应的最优反应时间、转化率与最大收率PFRCSTR1212lnk k k k opt-=τ211k k opt =τoptk opt ex τ11--=opt opt opt k k x ττ111+=122)(210max ,max k k k A p k k c c -==ϕ221120max ,max ]1)[(1+==k k c c A p ϕ八、自催化反应 A +P P +PP A A C kC r =-)(k 1k 222)(000P A T opt A C C C C +==000T P A P A C C C C C =+=+ PP AA T C C C C kt C //ln000==九、变分子反应①空速SV 的物理意义与因次 ②膨胀率的定义01===-=A A A x x x A V V V ε③膨胀因子的物理含义ab a s p A )()(+-+=δ④变分子反应中停留时间t 与空时τ的大小关系 十、循环反应器的计算v v R R=反应器组合优化RRC C C AfA A ++=101⎰-+-==τAf A C C A Ar dC R v V 1)()1(0十一、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(↑↓P A C C ) 4. 改善措施:分割—-横向分割和纵向分割 5. )(t f 和)(t F 含义 6. 数学期望-t 与方差2tσ无因次方差222-=tt σσθ7. CSTR---=ttett f 1)( tt et F --=1)( 12=θσPFR)(t f 和)(t F02=θσ8. 固相反应的计算dt t f c t c c c A A A A)()(000⎰∞-= ⎰∞-=0)()(dt t f t x x A A9. 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 ,线性关系,无关绝热温升,()A bad PH c T c ρ-∆∆=十五、热量传递与反应器的热稳定性1. 定态条件r gQ Q =热稳定条件g rssdQ dQ dT dT <3121Re ScA Sh =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. 最大允许温差 ERT T T T c 2max)(=-=∆第二份:优化的经济指标:1。
技术上是可行的;2。
经济上的合理的;3.生产的安全程度. 生产成本中原料费用比例大小已成为现代工业生产过程先进性的重要标志。
三个决策变量:1.结构变量;2。
操作方式。
3。
工艺条件.反应器的操作方式按其操作连续性可以分为间歇操作,连续操作和半连续操作。
工业反应过程开发就其核心问题而言,需要解决三方面的问题;1。
反应器的合理选型;2.反应器操作的优选条件;3.反应器的工程放大。
均相反应应当满足的两个条件(P26):1。
反应系统可以成为均相;2。
预混合过程的时间远小于反应时间。
活化能的工程意义是反应速率对反应温度敏感程度的一种度量.活化能越大,表明反应速率对温度变化愈敏感,即温度的变化会使反应反应速率发生较大的变化.(P31)反应级数的工程意义是表示反应速率对于反应物浓度变化的敏感程度。
反应级数的高低并不单独决定反应速率的大小,但反应了反应速率对浓度的敏感程度。
级数越高,浓度变化对反应速率的影响越大.(P34)反应器设计基本方程:反应器设计的基本方程包括反应动力学方程式.物料衡算方程式、热量衡算方程式和动量衡算方程式.反应动力学方程式是化学反应器设计的基础.P59自催化反应指的是反应产物本身具有催化作用,能加速反应的进行.自催化反应的特性是自催化反应必须加入微量产物才能启动。
平行反应选择率的温度效应是:提高温度有利于活化能高的反应;反之,降低温度则有利于活化能低的反应.平行反应选择率与反应物浓度的关系:提高反应物浓度CA,有利于级数高的反应;反之,降低反应物浓度CA,则有利于级数低的反应。
空时、空速和停留时间:空时又称空间时间,其定义为反应器体积VR 与流体进反应器的体积流量v的比值.空速是空时的倒数,其物理意义是单位时间单位反应器体积所能处理进口物料的体积.停留时间指的是反应物料从进入反应器时算起到离开反应器时为止所经历的时间。
表征反应前后分子数变化程度的方法有膨胀率法和膨胀因子法。
膨胀率的定义:是反应组分A全部转化后系统体积变化的分率。
膨胀因子:是原料A消耗1摩尔时,反应系统总物质的量的变化.返混:停留时间不动的物料之间的混合,称为逆向混合或返混.返混的原因:1.设备中存在不同尺度的环流;2。
不均匀的速度分布。
主要措施是分割。
1停留时间分布的表达有停留时间分布密度和停留时间分布函数。
2停留时间分布密度,以f(x)来表达。
其定义为,在定常条件下的连续流动系统中,对于某一瞬间t=0时流入反应器的物料,在反应器出口流体物料中停留时间介于t与t+dt之间的物料所占的分率应为f(t)dt。
3停留时间分布函数,以F(t)表示.其定义为,在定常态下的连续流动系统中,相对于t=0瞬间流入反应器内的物料,在反应器出口物料流中停留时间小于t的物料所占的分率。
4停留时间分布的实验测定:停留时间分布通常由实验测定,主要方法是应答技术,即用一定的方法将示踪物加入反应器进口,然后在反应器出口物料中检测示踪物的信号,以获得示踪物在反应器中停留时间分布规律的实验数据。
5示踪物的输入方法有阶跃注入法、脉冲注入法及周期输入法等。
6示踪物的基本要求:1.示踪物必须与进料具有相同或非常接近的流动性能,两者应具有尽可能相同的物理性质。
2.示踪物要具有易于检测的特殊物质,而且这种物质的检测愈灵敏、愈简捷,试验结果就越精确。
3。
示踪物不能与反应物料发生化学反应或被吸附,否则就无法进行对示踪物的物料衡算。
4。
用于多相系统检测的示踪物不发生由一相转移到另一相的情况。
连续反应过程的考察方法:在同一个连续釜式反应器中分别进行均相反应和固相反应采用的是完全不同的两种分析方法.两种方法的根本区别在于考察的对象不同;均相反应是以反应器作为考察对象,而固相反应则以反应物料为考察对象.滴际混合:是指液滴合并、再分散过程起到了液滴之间的相互混合的作用,称为滴际混合。
扩散模型:扩散模型是一种适合于返混程度较小的非理想流动的流动模型。
所谓扩散模型即是仿照一般的分子扩散系数来表征反应器内的质量传递,用一个轴向有效扩来表征一维的返混.也就是把具有一定返混的流动简化为在一个平推流散系数De流动上叠加一个轴向的扩散.它是基于如下的基本假设:1.沿着与流体流动方向垂直的每一个截面上具有均匀的径向浓度;2.在每一个截面上和沿流体流动方向,流体速度和扩散系数均为一恒定值3.物料浓度是流体流动距离的连续函数.多级全混流模型多级全混流模型是假设一个实际设备中的返混情况等效于若干级全混釜串联式的返混。