论述化学反应器的分类和化学反应的基本类型
反应器分类及特点

反应器分类及特点在化工、生物和医药等领域,反应器是实现化学反应的重要设备之一。
根据不同的分类标准,反应器可以分为多种类型。
以下是几种常见的反应器及其特点:1.固定床反应器固定床反应器是一种常见的反应器类型,其特点是在反应器中装填一定量的固体催化剂或固定床催化剂,使反应在催化剂表面进行。
这种反应器的优点是操作简单、催化剂活性高、选择性好,适用于小规模、高附加值的化工生产。
但是,固定床反应器的缺点是催化剂使用寿命有限,需要定期更换或再生。
2.活动床反应器活动床反应器是一种动态反应器,其特点是催化剂在反应器内处于运动状态。
这种反应器的优点是可以根据需要随时更换催化剂,并且可以通过控制催化剂的移动速度来优化反应过程。
但是,活动床反应器的缺点是需要复杂的机械传动系统和密封装置,维护成本较高。
3.流化床反应器流化床反应器是一种高效、大规模的反应器类型,其特点是在反应器中装填一定量的固体颗粒,使反应在颗粒表面进行。
这种反应器的优点是可以实现连续操作、生产能力大、催化剂使用寿命长等。
但是,流化床反应器的缺点是对于某些反应过程控制难度较大,可能会存在局部过热或反应不均匀等问题。
4.膜反应器膜反应器是一种新型的反应器类型,其特点是在反应器中装填一定量的膜材料,使反应在膜表面进行。
这种反应器的优点是可以实现分离和反应两个过程的集成,具有高效、环保等优点。
但是,膜反应器的缺点是膜材料的选择和控制难度较大,需要解决膜堵塞和污染等问题。
5.光敏反应器光敏反应器是一种利用光能激发化学反应的反应器类型,其特点是在反应器中引入光源和光敏剂等元素,通过光能激发化学反应。
这种反应器的优点是可以实现选择性高、条件温和的反应过程。
但是,光敏反应器的缺点是需要精密的光学系统和控制系统,维护成本较高。
6.电化学反应器电化学反应器是一种利用电能实现化学反应的反应器类型,其特点是在反应器中引入电极和电解质等元素,通过电能激发化学反应。
这种反应器的优点是可以实现条件温和、环境友好的化学过程。
化学反应器及其设计

化学反应器及其设计化学反应器是化学反应中最常用的设备,它可以利用物理、化学、生物等科学知识,将原料转化为产品。
化学反应器的设计对于化学反应的效果和产量有着重要的影响,因此,合理的反应器设计是实现可持续发展的重要因素之一。
一、化学反应器的分类化学反应器根据反应方式可以分为批式反应器、连续式反应器和半连续式反应器三类。
1. 批式反应器:批式反应器是一种反应物一次输入,产物一次收集的反应器。
反应器内物料的状况可以随时调整,反应的进程可以根据需要中断或继续。
批式反应器在生产时间较短、生产量较小、成本较低的情况下广泛应用。
2. 连续式反应器:连续式反应器是一种通过连续投入反应物和连续采出产物,保持反应器内反应物数量不变的反应器。
连续式反应器具有生产效率高、自动化程度高、生产成本低等优点。
3. 半连续式反应器:半连续式反应器是一种介于批式反应器和连续式反应器之间的反应器。
该类型反应器在生产时间中途可以更换反应物或生产产物,从而可以根据需要随时调整生产。
二、化学反应器的设计要素化学反应器的设计需要考虑多方面因素,包括流体力学、传热传质和反应工程等方面。
1. 流体力学:化学反应器内的流体动力学和热传输过程是设计反应器的重要因素。
流体力学包括流体的流动状态和流动速度,这两个因素直接影响反应器内的混合程度和传质效率。
2. 传热传质:传热传质也是化学反应器设计中的重点内容。
传热传质包括热、物质的扩散和对流等过程。
这些过程对于反应物之间的接触和反应速度有着重要的影响。
3. 反应工程:反应工程是化学反应器设计的核心内容。
要实现高效的反应,需要对反应机理和反应动力学进行深入研究,掌握反应物质的基本性质,确定适宜的反应条件和反应路径等。
三、化学反应器的设计原则化学反应器设计需要考虑的因素很多,不同的反应类型和反应物质也有着不同的需求。
下面介绍几个设计反应器时需要遵循的原则。
1. 反应器设计应该优先考虑反应的安全性和稳定性。
反应过程中注意控制反应物和产物的浓度、温度和压力等条件,避免发生意外事故。
化学反应工程反应器的分类

依据反应器的操作方法,可分为:间歇式反应器(Batch reactor)连续式反应器(Continuous reactor)半间歇式反应器(Semi-batch reactor)依据反应器的热力学条件,可分为:等温反应器(Isothermal reactor)非等温反应器(Nonisothermal reactor)绝热式反应器(Adiabatic reactor)非绝热式反应器(Non-adiabatic reactor)依据反应器外型与结构,可分为:槽(釜)式反应器(Tank reactor)管式反应器(Tubular reactor)塔式反应器(Column reactor)依据反应物料的相态,可分为:均相反应器(Homogeneous reactor)非均相反应器(Heterogeneous reactor)依据反应物料流动特性,可分为:塞流反应器(Plug flow reactor)层流反应器(Laminar flow reactor)紊流反应器(Turbulent flow reactor)依据反应物料的输送方式,可分为:固定床反应器(Fixed-bed reactor)流体化床反应器(Fluidized-bed reactor)间歇式反应器的特点是所有的操作流程都是以分批方式进行,因此在每一批次的反应过程中均不受前后批次操作的影响。
在反应系统方面,批式反应器最常用于液相反应,固相及液-固混合相也适用,但气相反应则较不适合,因为其所能处理的量少,而且反应过程中操作不易,只有在像是气体成分分析时,样品量少且需要精确数据的情况下,才会使用精密的批式反应装置(如气相层析仪)来进行分析,一般在处理大量气体反应时,则大多以连续式反应器为主。
另外,间歇式反应器的操作过程中包含进料、卸料以及清理设备等步骤,有相当长的非反应时间以及劳动力需求,因此,批式反应器通常应用于规模与产量较小的产业,如食品、药品、精密化学品等产品的制造。
化学反应器分类

化学反应器分类化学反应器是广泛应用于化学工程领域中的一种工艺设备,其作用是在特定的反应条件下,将一种或多种反应物转化为所需的产物。
根据反应器的用途和操作方式,化学反应器可分为多种类型。
下面将针对这些类型来进行详细介绍。
一、按照用途的分类1、试验型反应器试验型反应器通常用于实验室和研究中心,其主要作用是验证反应的可行性、确定反应的动力学参数以及查找最佳反应条件。
它的体积较小,通常在1L以下,通常采用的是搅拌反应器或批式反应器。
2、工业型反应器工业型反应器用于工业规模的化学反应生产,一般容量为2m3以上,通常采用的是大型批式反应器、连续式反应器或其他特殊反应器。
3、中试型反应器中试型反应器是介于试验型反应器和工业型反应器之间的一种设备,主要用于中试阶段的生产,通常柿子500L~20m3。
这种反应器可用于验证反应的可扩展性、确定合理的反应条件以及评估反应的经济效益。
二、按照操作方式的分类批式反应器是一种适用于小批量生产的化学反应器,常用于中试研究和小量生产,其特点是可以根据需要灵活控制反应参数,但是其生产效率比较低。
2、连续式反应器连续式反应器是一种能够持续进行反应的反应器,也称为流动式反应器或定向流动反应器。
连续式反应器的主要特点是反应物从反应器的一端流入,经过反应后从另一端出口流出,这种方式使得反应可以实现连续生产,提高了生产效率。
3、循环式反应器循环式反应器是一种通过循环流动来实现反应的设备,通常由一个或多个循环回路组成。
这种反应器的主要优点是能够循环利用反应物,提高反应效率,降低反应成本。
4、气固反应器气固反应器用于气体和固体反应的化学反应器,其反应过程中,反应物一般在粉末或颗粒状态下存在,这种类型的反应器的优点是反应过程中易于控制反应条件,但也存在有一些缺点,例如反应过程中的传热和传质效率都比较低。
5、液固反应器液固反应器是一种适用于液体与固体反应的化学反应器,它的主要特点是反应物以液体形式存在,反应过程中需要充足地进行搅拌和传热传质过程,以保证反应的顺利进行。
化学反应工程课程期末复习

2. 基础方程 化学动力学方程
计算反应速率
计算反应体积 计算温度变化
物料衡算方程
热量衡算方程 动量衡算方程
计算压力变化
输入
消耗
累积
输出
输入量=输出量+消耗量+累积量
(输入量-输出量-消耗量=累积量)
第四节
等温条件下理想反应器的设计分析
一、间歇反应器的设计
1.间歇反应器的特点
①由于剧烈搅拌、混合,反应器内有效空间中各位置的 物料温度、浓度都相同;
8 7.398
试求反应的速率方程
解:由于题目中给的数据均是醋酸转化率较低时
的数据,可以忽略逆反应的影响,而丁醇又大大
过量,反应过程中丁醇浓度可视为不变。所以反
应速率方程为:
dcA m n n rA kcB cA k cA dt
将实验数据分别按0、1和2级处理并得到t-f(cA)的关系
YR=xA×SR
产物R的收率:
1. 每100kg乙烷(纯度100%)在裂解器中裂解,产生46.4kg乙烯,乙 烷的单程转化率为60%,裂解气经分离后,所得到的产物气体中含有 4kg乙烷,其余为反应的乙烷返回裂解器。求乙烯的选择性、收率、总 收率和乙烷的总转化率。 解:由于单程转化率为60%,则反应掉的乙烷量为60kg。由题可知, 乙烷的循环量为36kg,补充的新鲜乙烷量为64kg。
CH3COOH+C4H9OH=CH3COOC4H9+H2O
醋酸和丁醇的初始浓度分别为0.2332和
1.16kmolm-3。测得不同时间下醋酸转化量如表所示。
t/hr 醋酸转化量 ×102/kmol.m-3
0 0
1 1.636
2 2.732
化学反应器

化学反应器化学反应器是化学过程中一个重要的设备,它可以将原料经过离子交换、氧化还原等反应,产生新的化学物质。
在工业生产中,化学反应器被广泛用于生产化学品、药品、塑料、合成材料和燃料等领域。
本文将介绍化学反应器的结构、分类、工作原理、应用以及安全操作等方面。
一、化学反应器的结构化学反应器的主体结构包括反应釜、搅拌器、换热器、传热装置、流量计、温湿度传感器、加料泵等组成。
反应釜作为化学反应器的核心部件,是承载反应物的容器。
反应釜通常由不锈钢、玻璃钢、碳钢等材料制成,根据反应物的性质和反应条件的要求,采用不同的材料。
搅拌器是化学反应器必备的组成部分,它能够将反应物混合均匀,提高反应速率和反应效率。
搅拌器的种类很多,包括叶片式、螺旋桨式、锚式、涡轮式、磁力搅拌器等。
换热器是将反应釜内的热量释放掉的关键部分,换热器可以采用板式、管壳式、螺旋式等多种形式。
传热装置是将反应釜内的热量传递到换热器的装置,主要有夹套传热、外置传热、内置传热等形式。
二、化学反应器的分类化学反应器有许多不同的分类方法,常见的有按照反应方式分类、按照结构分类、按照加热方式分类、按照用途分类等。
按照反应方式分类,主要分为批量式反应器、连续式反应器和半批量式反应器。
批量式反应器指将一定量的反应物加入到反应釜中,然后进行反应。
这种反应器的优点是投资成本低,但是生产效率低,适合小批量生产。
连续式反应器将反应釜与加料和采样的通道相连,可以进行连续的反应。
这种反应器的优点是生产效率高,但是相对复杂,投资成本高。
半批量式反应器则是以上两种反应器的组合形式,既有批量式反应的经济效益,又具有连续式反应的高效性和生产选择的灵活性。
按照结构分类,主要分为顶部卸料反应器和底部卸料反应器。
顶部卸料反应器是指在反应釜顶部设置的卸料口,将反应物从顶部卸出,适用于处理易变质的反应物。
底部卸料反应器是指在反应釜底部设置的卸料口,将反应物从底部卸出,适用于处理稳定的反应物。
反应器基础知识—化学反应器的类型
反应过程 进行的条件
操作温度:等温反应、变温反应。 操作压力:常压反应、加压反应、减压反应。 操作方式:间歌式、连续式、半连续式。 旗热方式:自热式、对外换热式、绝执斗。
相的类别和数目
根据反应过程中所涉及的物料的相态可把反应分为均相反应和 非均相反应。 均相度应:指反应过程中只存在一个相态。如气相反应、液相 反应、固相反应。 均相反应:反应过程中不只存在一个相态。如气液相反应、液固相反应、气-液-固三相反应、气-固相反应。
反应速率除考虑温度、浓度等因素外,还与相间传质速率有关。
2. 按反应器结构分类 (a) 釜式反应器; (b)管式反应器; (c)固定床反应器; (d)流化床反应器; (e)塔式反应器:板式塔、填料塔、鼓泡塔、喷雾塔
实质是按传递过程的特征分类,相同结构反应器内物料具 有相同流动、混和、传质、传热等特征。
。
常见的工业反应器
均相间歇反应器
半间歇反应器
连续搅拌反应器组合
轴向填充床催化反应器
流化床催化反应器
一、化学反应类型:
化学反应类型
操作温度: 操作压力: 操作方式: 换热方式:
均相反应: 非均相反应:
反应特性
反应机理:简单反应(只发生一个化学反应)、复杂反应(不 只发生一个反应,如平行反应、连串反应、自催化反应)。 反应级数:零级反应、一级反应、二级反应、分数级反应等。 不同级数的反应,反应浓度对反应速率的贡献不同。 反应分子数:单分子反应、双分子反应、三分子反应等。 可逆性:可逆反应、不可逆反应。 热效应:吸热反应、放热反应。
均相: 气相:如石油烃管式裂解炉 液相: 如乙酸丁酯的生产
非均相: g-l相:如苯的烷基化 g-s相:如合成氨 l-l相:如已内酰胺缩合 l-s相:如离子交换 g-l-s相:如焦油加氢精制
化学反应器的类型和特点
化学反应器的类型和特点1. 釜式反应器(反应釜)呀,那可是很常见的一种呢!就像家里做饭的锅一样,能进行各种反应。
比如在化工生产中,很多液体之间的反应就是在釜式反应器里面完成的哦。
你说它是不是很厉害呀!2. 管式反应器呢,就像一条细长的通道。
一些快速进行的反应,好比赛车在赛道上飞驰,就特别适合在管式反应器中发生。
像石油裂解反应就是个很好的例子哟!3. 塔式反应器呀,高耸矗立,好像一个巨人。
它在气液反应中大展身手,比如吸收一些气体呀。
就像吸收空气中的污染气体一样,厉害吧!4. 固定床反应器,那里面的催化剂就乖乖地待着,一动不动。
就如同忠诚的卫士坚守岗位。
很多需要稳定催化的反应会选择它呢,想想看,是不是很神奇?5. 流化床反应器,里面的固体颗粒就像活泼的孩子,蹦蹦跳跳的。
一些要求固体和流体充分接触的反应,它就再合适不过啦。
好比孩子们尽情玩耍,活力满满呢!6. 微反应器,小巧而精致呀,却有着大能量。
一些精细的反应,就像雕琢艺术品一样在它里面进行。
这不是很让人惊叹吗?7. 膜反应器呢,就如同一个神奇的筛子,能把需要的和不需要的分开。
很多选择性反应都靠它呢,是不是感觉很酷炫?8. 光反应器,是不是一听就觉得很高科技?对呀,它就像在黑暗中寻找光明的勇士,专门处理那些需要光来引发的反应哩。
9. 酶反应器呀,利用酶的神奇魔力来催化反应。
就好像拥有魔法棒一样,能让反应高效进行。
你说这是不是太有趣啦!我觉得化学反应器的各种类型都有着独特的魅力和作用,它们就像是化学世界里的魔法道具,为我们创造出各种奇妙的反应和产物呢!。
反应器
锥帽侧缝型气体分布器
回流冷凝式换热
二、管式反应器 管式反应器是由一根或多根管子串联或并联构成的反应 最简单的是单根直管;也可弯成各种形状的蛇管; 器。最简单的是单根直管;也可弯成各种形状的蛇管;当 多根管子并联时,其形状与列管换热器相似。 多根管子并联时,其形状与列管换热器相似。若在管式反 应器中装填催化剂,则可为固定床反应器。 应器中装填催化剂,则可为固定床反应器。 单管反应器运行 列管固定床反应器运行 管式反应器的结构简单,可耐高温、高压, 管式反应器的结构简单,可耐高温、高压,传热面积可 大可小,传热系数较高,流体流速较快, 大可小,传热系数较高,流体流速较快,在管内停留时间 便于分段控制温度和浓度。 短,便于分段控制温度和浓度。在反应器内任意一截面上 反应物浓度和反应速度不随时间变化,仅沿管长变化。 反应物浓度和反应速度不随时间变化,仅沿管长变化。管 式反应器适用于大型化和连续化的化工生产。 式反应器适用于大型化和连续化的化工生产。
三、固定床反应器 在塔式或管式反应器中装填一定的固体颗粒, 在塔式或管式反应器中装填一定的固体颗粒,当反应物从 颗粒层通过时,颗粒层静止不动, 颗粒层通过时,颗粒层静止不动,因此称为固定床反应器 固定床反应器中所装填的颗粒多为催化剂, 。固定床反应器中所装填的颗粒多为催化剂,所以有称为 固定床催化反应器。这类反应器具有结构简单、 固定床催化反应器。这类反应器具有结构简单、操作稳定 控制方便、转化率高等优点, 、控制方便、转化率高等优点,是化工生产中普遍采用的 一种反应器,最常用于气固催化反应。 一种反应器,最常用于气固催化反应。 按换热方式的不同,可将固定床反应器分为三个类型: 按换热方式的不同,可将固定床反应器分为三个类型: 1.绝热式固定床反应器 绝热式固定床反应器 单段绝热式固定床反应器 多段绝热式固定床反应器 2.换热式固定床反应器 换热式固定床反应器 3.自热式固定床反应器 自热式固定床反应器
化学反应器
摘要: 反应器的应用始于古代,制造陶器的窑炉就是一种原始的反应器。
近代工业中的反应器形式多样,例如:冶金工业中的高炉和转炉;生物工程中的发酵罐以及各种燃烧器,都是不同形式的反应器。
化学反应器用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。
器内常设有搅拌(机械搅拌、气流搅拌等)装置。
在高径比较大时,可用多层搅拌桨叶。
在反应过程中物料需加热或冷却时,可在反应器壁处设置夹套,或在器内设置换热面,也可通过外循环进行换热。
本文主要介绍化学反应器的分类和设计选择。
关键词:化学反应器,密闭,换热,自控Abstract: the application of ancient reactors started, making pottery kiln is a primitive reactor. Modern industry in various forms, such as: reactor metallurgical industry of blast furnace and converter, Biological engineering of fermentation tank and various burner, are different forms of the reactor. Chemical reactors are used to implement the liquid single-phase reaction process and liquid liquid, gas and liquid, solid-liquid, gas liquid-solid etc multiphase reaction process. Containers have standing stirring (mechanical agitation, air mixing etc) devices. In high diameter is large, usable multilayer mixing blades. In the reaction process materials to heating and cooling, may in the reactor wall of setting clip, or in the device equipped with displacement heat surface, also through the heatcycle. This paper mainly introduces the classification and chemical reactors design choices.Keywords: chemical reactors, airtight, heat transfer, self-control前言:现在的化工反应器在向高精端方向发展,在化工反应中处于主要地位,化学反应器是化学反应的载体,是化工研究、生产的基础,是决定化学反应好坏的重要因素之一,因此反应器的设计、选型是十分重要的。
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论述化学反应器的分类和化学反应的基本类型<一>化学反应的基本类型摘要一提到化学反应类型,不少学生都认为是“化学反应基本类型”,答案只能在化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应四种情况里选一种,除此之外的答案都是错的,这给学生带来很大困惑。
本文探讨了“化学反应基本类型”的本质和局限性,并探讨了复分解反应的两个疑难问题。
本文还详细介绍啦化学反应器的分类,让大家更详细的了解到在化学应用中化学反应器的分类关键词;化学反应器化学反应基本类型原理一、问题的提出化学反应的基本类型有四种,即化合反应,分解反应,置换反应,复分解反应。
在对化学反应进行分类时,学生常遇到以下困惑:1.氧化还原反应、中和反应等反应为什么不属于反应基本类型?2.有很多反应为什么没有相应的反应基本类型?3.非金属氧化物与碱的反应为什么不属于复分解反应?4.碳酸盐与酸的反应被认为是复分解反应,这是为什么?对于这些问题,机械地利用概念来解释,缺乏说服力,而且第四个问题用概念无法解释,因为复分解反应的概念是两种化合物相互交换成分,生成另外两种化合物的反应,第四种反应有三种化合物生成。
欲解决这些问题,需要弄清楚“反应基本类型”内涵和外延。
二问题的解决(一)探究所描述的化学反应信息从具体实例来探究“反应基本类型”所描述的化学反应信息。
1. 3Fe+2OFeO,化合反应——几种成分(Fe和O)结合在一起。
2. 2Fe(OH)=FeO+3HO,分解反应——结合在一起的几种成分(Fe、O、H)分开。
3. Fe+CuSO=FeSO+Cu,置换反应——一种成分(Fe)替换另一种成分(Cu)。
4. 2Fe(OH)+6HCl=2FeCl+6HO,复分解反应——正价态成分(Fe和H)或负价态成分(OH 根和Cl)相互交换。
四种基本类型都是通过成分组合方式的变化来描述化学反应过程的,这就是“反应基本类型”的内涵。
而氧化还原反应是通过电子的转移来描述化学反应过程的,中和反应是通过酸碱性的相互消除来描述化学反应过程的,它们的内涵与“反应基本类型”不相符合,所以都不把它们列入“反应基本类型”的范畴。
(二)反应基本类型外延“反应基本类型”的外延只有四种,面对纷繁复杂的化学反应,这样的外延太窄了,部分反应特别是很多的有机化学反应被排除在“反应基本类型”之外。
如同很多观众到了一个小剧场,位子不够,一部分人无法对号入座。
所以像这样的情况,并不意味着它们根本上没有相应的反应类型,只是目前还不能对它们变化的特点进行恰当描述罢了。
查现代汉语词典,“基本”的含义有:①根本:人民是国家的~。
②根本的:~矛盾。
③主要的:~条件∣~群众。
④大体上:大坝工程已经~完成。
用“基本”来修饰反应类型,是哪种含义呢?是“根本”(最重要的意思)的反应,其它反应都不重要?是“主要的”反应,其它反应都是次要的反应?无论选择那种含义,都不合适。
(三)初步结论由以上分析可以看出,“反应基本类型”的叫法有很大的历史局限性,应该变通了。
分子式现在改称化学式,原子量、分子量现在改称相对原子质量、相对分子质量,质量百分含量现在该称质量分数,化学“反应基本类型”为什么不作合理的变通呢?无论从哪个角度来描述化学反应,都应该是正确的,都应该属于反应类型里的一种。
如果将“基本”去掉,改成“反应类型”,氧化还原反应、中和反应,以后要接触学习的离子反应、放(或吸)热反应、可逆(或不可逆)反应、取代反应、加成反应、消除反应、磺化反应、基元反应等都可纳入反应类型的范畴。
它们如同百花园里的一朵朵奇葩,本应争芳斗艳,何必人为地制造出“一支独秀”呢?因此同一反应应当可以属于几种反应类型。
如3Fe+2OFeO的反应类型,既可以说是化合反应,又可以说是氧化还原反应,还可以说是放热反应;2Fe(OH)+6HCl=2FeCl+6HO的反应类型,既可以说是复分解反应,又可以说是中和反应,也可以说是放热反应,还可以说是离子反应,还可以说是无机化学反应,等等。
答案灵活开放,就不会给学生带来那么多的困惑。
复分解反应的概念比较抽象,与化学方程式的联系不如其它三种类型直观。
该反应过程是双方先离解,再相互交换成分,前一过程便是该反应得名的由来。
整个过程可归结为“两边结合,中间结合”。
例如:按照这种方式解释非金属氧化物与碱的反应不属于复分解反应,就直观了。
比如,如果CO与NaOH的反应是复分解反应,则过程和结果应该是:而实际是CO+NaOH→NaCO+HO,所以这类反应不属于复分解反应。
把碳酸盐和酸的反应看作是复分解反应,与概念不能很好地联系起来,令人费解。
之所以把这类反应叫复分解反应,原因是这类反应分两步进行,比如碳酸钙和盐酸的反应,先进行的是CaCO+2HCl=CaCl+HCO,后进行的是HCO=HO+CO↑,前者是复分解反应,后者是化合反应,前者就是把总的反应CaCO+2HCl=CaCl+HO+CO↑看作为复分解反应的根据。
对化学反应进行分类时,所涉及的反应都是一步完成的简单反应,而现在把两步进行的、分别属于两种类型的反应并称为其中的某一种反应,显然是不妥的。
如果这样处理是正确的,那么把该反应看作是分解反应,也未尝不可;如果这样处理是正确的,那么CO+2NaOH=NaCO+HO也可看作是复分解反应,因为该反应也可看成是两步反应,先进行的是CO+HO=HCO,后进行的是HCO+2NaOH=NaCO+HO,后者恰恰是复分解反应。
如此看来,复分解反应的概念把生成物限制为两种是有道理的。
碳酸盐和酸的反应比较复杂,不能简单地把它定为复分解反应。
<二>化学反应器的分类按操作方式分类:1、间歇操作反应器在反应之前将原料一次性加入反应器中,直到反应达到规定的转化率,即得反应物,通常带有搅拌器的釜式反应器优点:操作弹性大,主要用于小批量生产2、连续操作反应器反应物连续加入反应器产物连续引出反应器,属于稳态过程,可以采用釜式、管式和塔式反应器优点:适宜于大规模的工业生产,生产能力较强,产品质量稳定易于实现自动化操作。
3、半连续操作反应器预先将部分反应物在反应前一次加入反应器,其余的反应物在反应过程中连续或断连续加入,或者在反应过程中将某种产物连续地从反应器中取出,属于非稳态过程优点:反应不太快,温度易于控制,有利于提高可逆反应的转化率按流体流动及混合型式分类:1、平推流反应器物料在长径比很大的管式反应器中流动时,如果反应器中每一微元体积里的流体以相同的速度向前移动,此时在流体的流动方向不存在返混,这就是平推流。
特点:各物料微元通过反应器的停留时间相同,物料在反应器中沿流动方向逐段向前移动,无返混,物料组成和温度等参数沿管程递变,但是每一个截面上物料组成和温度等参数在时间进程中不变,连续稳态操作,结构为管式结构。
2、理想混合流反应器反应器的物料微元与器内原有的物料微元瞬间能充分混合(反应器中的强烈搅拌),反应器中各点浓度相等不随时间变化。
特点:各物料微元在反应器的停留时间不相同,物料充分混合,返混最严重,反应器中各点物料组成和温度相同,不随时间变化,连续搅拌釜式反应器3、非理想混合流反应器实际反应器,主要是由于工业生产中在反应器中的死角、沟流、旁路、短路及不均匀的速度分布使物料流动型态偏离理想流动。
化学反应器的特点1、催化剂不易磨损2、较少量催化剂可获较大生产能力3、有利于达到高的选择性和转化率4、传热较差5、催化剂的更换必须停车6、催化剂应有较长的寿命化学反应器的操作方式•化学反应器有三种操作方式:间歇(分批)式、连续式和半连续(半间歇)式。
1、间歇(分批)式操作采用间歇操作的反应器称为间歇反应器,其特点是进行所需的原料一次性装入反应器内,然后在其中进行化学反应,经一定时间后,达到所要求的反应程度时卸出全部物料,其中主要是反应产物以及少量未被转化的原料。
接着是清洗反应器,继而进行下一批原料的装入、反应和卸料。
所以间歇反应器又称为分批反应器。
间歇反应过程是一个非定态过程,反应器内物系的组成随时间而变,这是间歇过程的基本特征。
间歇反应器在反应过程中既没有物料的输入,也没有物料的输出,即不存在物料的流动,整个反应过程都是在恒容下进行的。
反应物系若为气体,则必充满整个反应器空间;若为液体,则虽不充满反应器空间,由于压力的变化而引起液体体积的改变通常可以忽略,因此按恒容处理也足够准确。
采用间歇操作的反应器几乎都是釜式反应器,其余类型极为罕见。
间歇反应器适用于反应速率慢的化学反应,以及产量小的化学品生产过程,对于那些批量少而产品的品种又多的企业尤为适宜,例如医药等精细化工往往就属于这种。
2、连续式操作这一操作方式的特征是连续地将原料输入反应器,反应产物也连续地从反应器流出,采用连续操作的反应器称为连续反应器或流动反应器。
前面所述的各类反应器都可采用连续操作。
对于工业生产中某些类型的反应器,连续操作是唯一可采用的操作方式。
连续操作的反应器多属于定态操作,此时反应器内任何部位的物系参数,如浓度及反应温度等均不随时间而改变,但却随位置而改变。
大规模工业生产的反应器绝大部分都是采用连续操作,因为它具有产品质量稳定、劳动生产率高、便于实现机械化和自动化等优点。
这些都是间歇操作无法与之相比的。
然而连续操作系统一旦建立,想要改变产品品种是十分困难的,有时甚至要较大幅度地改变产品产量也不易办到,但间歇操作系统则较为灵活。
3、半连续(半间歇)式操作原料与产物只要其中的一种为连续输入或输出而其余则为分批加入或卸出的操作,均属半连续操作,相应的反应器称为半连续反应器或半间歇反应器。
由此可见,半连续操作具有连续操作和间歇操作的某些特征。
有连续流动的物料,这点与连续操作相似;也有分批加入或卸出的物料,因而生产是间歇的,这反应了间歇操作的特点。
由于这些原因,半连续反应器的反应物系组成必然既随时间而改变,也随反应器内的位置而改变。
管式、釜式、塔式以及固定床反应器都可采用半连续操作方式。
化学反应器的生产步骤原料预处理:属物理过程,为化学反应服务。
化学反应:是物理+化学的过程,生产过程的核心。
产物分离:主要是物理过程,分理处最终产品。