化学反应工程总结
反应工程总结
第一章 绪论 1、化学反应工程是化学工程学科的一个分支，通常简称为反应工程。
其内容可概括为两个方面，即反应动力学和反应器设计与分析。
2、传递现象包括动量、热量和质量传递，再加上化学反应，这就是通常所说的三传一反。
3、反应组分的反应量与其化学计量系数之比的值为定值，ξ叫做反应进度且恒为正值。
、本书规定反应物的化学计量系数一律取负值，而反应产物则取正值。
8、工业反应器有三种操作方式： ① 间歇操作；② 连续操作；③ 半间歇(或半连续)操作 9、反应器设计的基本内容一般包括：1）选择合适的反应型式 ；2）确定最佳操作条件 ；3）根据操作负荷和规定的转化程度，确定反应器的体积和尺寸 。
10.反应器按结构原理的特点可分的类型： 管式，釜式 ，塔式，固定床，流化床，移动床，滴流床反应器。
第二章 3、温度对反应速率的影响 如果反应速率方程可以表示为：r=f1 (T)f2(c )，f1(T)是温度的影响。
当温度一定时，其值一定。
通常用阿累尼乌斯方程（Arrhenius ‘ law ）表示反应速度常数与温度的关系， 即， 为指前因子，其因次与k 相同；E 为反应的活化能；R 为气体常数。
两边取对数，则有 ： lnk=lnA0－E/RT ，lnk 对 1/T 作图，可得－直线，直线的斜率=－E/RT 。
注意：不是在所有的温度范围内上面均为直线关系，不能外推。
其原因包括：(1)速率方程不合适； (2)反应过程中反应机理发生变化；(3)传质的影响；(4)指前因子A0与温度有关。
速率极大点处有： 对应于极大点的温度叫做最佳温度Top 。
速率为零点处有: rA=0 6、多相催化与吸附 1）、催化剂的用途：①加快反应速度②定向作用(提高选择性)－化学吸附作用结果 2）、催化剂的组成：主催化剂－金属或金属氧化物，用于提供反应所需的活性中心。
助催化剂－提高活性，选择性和稳定性。
助催化剂可以是 ①结构性的；② 调变性的。
载体－用于 ① 增大接触表面积；②改善物理性能。
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回顾
化学反应⼯程知识点回顾第⼀章知识点1.化学反应⼯程学的范畴和任务2.化学反应⼯程学的基本⽅法3.化学反应⼯程学的学科系统和编排第⼆章均相反应动⼒学基础知识点 1、概念:①化学计量⽅程：反应物 - ，产物 + ②化学反应速率等温定容反应dtdc r AA -=-反应速率之⽐等于各计量系数的⽐值。
③反应转化率反应程度膨胀因⼦δA 关键组分A 的膨胀因⼦物理意义：每反应掉⼀个摩尔A 所引起反应体系总摩尔数的变化量。
④反应速率⽅程:反应级数 a 、b 由实验确定 k 遵循Arrhenius ⽅程i α1A A dn r V dt-=-00-=K KK K n n x n 0kk k n nξα-=1sii A A αδα==∑a bA AB r kC C -=2、单⼀反应的速率⽅程重点：求取动⼒学参数 1)不可逆反应微分⽅程: 积分⽅程: 2)可逆反应微分⽅程: 反应平衡时： 3)均相催化反应微分⽅程积分⽅程4)⾃催化反应当C A = C M0/2 时，反应速率最⼤ 3、复合反应:平⾏反应串联反应总收率选择性exp[]a E k k RT=-a bA A A BdC r kC C dt-==-0A A C Aa b C ABdC kt C C =?'A A A SdC r kC k C dt-=-=-0A Ae Se r kC k C '-=-=()AA C A dC r kC C dt-=-=A A A C dC r kC C dt-=-=0max 0001ln[]A M M A C t C kC C =-0121()ln ln1A C A A C k k C t C x +==-A B P R +→+A B S +→A B P R S+→→+0000()/()///--Φ==P P P P P A A n n p C C pn a C a 0000()/()/;;()/()/--==--p p p p p p A A A A n n P C C PS S n n a C C a第三章理想反应器1返混的基本定义2⼏个时间的定义反应持续时间t r－－在间歇反应器中反应达到⼀定转化率所需时间（不包括辅助时间）。
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。
化学反应工程期末总结公式
化学反应工程期末总结公式一、引言化学反应工程是化学工程学科的一门重要课程，主要研究化学反应的基本原理、反应动力学以及工业生产中的应用，是化学工业生产过程中不可或缺的一环。
在本学期的学习过程中，通过课堂教学、实验操作、文献阅读等方式，我对化学反应工程的基本知识以及实践应用有了更深入的了解。
本文将对本学期所学的内容进行总结和回顾，以期更好地巩固和应用所学知识。
二、理论知识1. 反应动力学反应动力学是研究化学反应速率及其影响因素的学科。
在化学反应工程中，我们需要了解反应动力学的基本原理，包括反应速率方程、活化能、反应速率常数等等。
了解这些基本概念可以帮助我们预测和控制反应过程中的各项参数。
2. 反应器设计反应器是进行化学反应的装置，反应器设计是化学反应工程中的重要内容。
在反应器设计中，我们需要考虑如何选择适当的反应器类型、确定反应器的尺寸和形状、设计反应器的加热与冷却系统等等。
反应器设计的好坏直接影响着反应的效率和产率。
3. 反应工艺优化反应工艺优化是化学反应工程中的关键环节，通过对反应条件的调节和优化，可以提高反应的选择性、产率和效率。
在反应工艺优化中，我们需要了解如何确定最佳反应温度、确定最佳反应物配比、考虑催化剂的选择和回收等等。
反应工艺优化是提高化学反应工程生产效益的重要途径。
三、实验操作本学期我参与了多个化学反应工程实验的操作，通过实际操作加深了对化学反应工程理论知识的理解和应用。
以下是本学期所参与的几个实验。
1. 酯化反应实验在酯化反应实验中，我们使用乙酸和乙醇作为反应物，通过酯化反应制备乙酸乙酯。
在实验操作过程中，我们需要确定合适的反应温度、反应物配比和催化剂用量，以提高酯化反应的效率和产率。
2. 氧化反应实验在氧化反应实验中，我们使用硫酸铜作为催化剂，将苯乙烯氧化为苯乙烯醇。
实验中，我们需要选取合适的反应温度、氧化剂用量和反应物浓度，以提高氧化反应的选择性和产率。
3. 加氢反应实验在加氢反应实验中，我们使用负载型催化剂，将丙二酸二丁酯加氢转化为丙二醇。
对反应工程的认识课程总结
对反应工程的认识课程总结在这学期中，我们学习了反应工程这门课，虽然说这门课真的很难，但是我还是在这门课中学到了好多新的知识。
加深了我对化学工程的理解，并且让我对化学反应器的原理和构造有了更深刻的认识。
这门课对于我们化学工程与工艺专业的学生来说，确实是蛮重要的一门学科！对于反应工程的认识，我以为化学反应工程是一门涉及物理化学，化工热力学，以及化工原理等知识领域的课程。
是一门综合性很强的工科学科。
主要研究工业化学反应器中的化学反应过程与反应物质质量，热量，动量传递过程即“三传一反”同时进行的物理变化与化学变化的基本规律。
在此基础上，探求反应器设计包括装置的型式结构设计，操作条件的选定及控制，技术经济效果的评价及优化等的基本原理和基本方法。
其核心就是对反应装置中的操作过程进行定量的工程学解析。
化学工业生产过程包括进行物理变化和化学反应的过程。
化学反应过程是生产的关键。
在工业规模的化学反应器中，化学反应过程与质量，热量与动量传递过程同时进行。
称为宏观反应过程。
宏观动力学除了研究化学反应本身之外，还要考虑到质量，热量，动量传递过程对化学反应的交联作用及相互影响。
对宏观反应进行分析，应注意按照相的类别，温度条件和操作方法来分类，多相反应，或称为非均相反应。
以宏观动力学为基础，还要进一步对工业反应装置的结构设计为最佳操作条件的确定控制，放大，优化等进行研究。
以期待应用于生产实践时获得良好的技术经济效果。
总而言之，在临近毕业之际，学校安排我们化工工程与工艺的学生来学习这门课，是经过高瞻远瞩的，也是之前各位学长学姐的经验。
虽然反应工程的课时相对来说并不是很多，但是经过杨老师的教导之后，我们学生都受益匪浅，因为我们在临近毕业时，学到了这样一门很重要的课程，以后对我们的工作也大有帮助，并且我们现在做的化学工程实验，有好多都用到了反应工程的知识，我感到非常的高兴，因为可以学以致用，这也让我们的课程变得更符合现在的高等教育，让学生学到真正有意义，有用处的东西，来丰富我们的知识库，也为以后实习，工作做准备。
反应工程考点总结
1.BR的特点：1）由于充分搅拌、混合，以至于反应器有效容积内各个位置物料的特性（T+C）都相同。
2）由于是一次投料和一次放料，在反应过程中既无物料的加入，也无物料的放出，则在反应器内所有物料的空间停留时间相同，无空间停留时间不同的无聊之间的混合，即不存在反混。
3）反应器出料口的物料组成与反应器内最终得到的物料组成相同。
4）间歇操作过程存在辅助生产时间。
2.PFR的特点：1）由于物料都是沿着同一方向、且同一速度在反应器内向前推进，则所有物料流出反应器的时间都相同。
2）在垂直流动方向的任意一截面上，不同径向位置的物料的特性一致，即不存在反混。
3）在定常态下操作，反应器内状态只随轴向位置改变，不随t改变。
3.CSTR特点：1）物料在反应器内充分反混。
2）反应器内各处物料参数均一。
3）反应器的出口组成与器内物料组成相同。
4）反应过程中连续进料出料，是一定常态操作。
4.化学反应工程学研究的主要内容：1）化学的------化学反应动力学特性的研究。
2）物理的------流动、传递过程对反应的影响的研究。
3）工程的------反应器的设计计算、过程的分析及最优化。
5.利用数学模型解决化学工程问题的基本步骤：1）小试研究化学反应规律。
2）大型冷模实验研究传递过程规律。
3）通过计算机或其它手段综合化学反应规律与传递过程规律，预测大型反应器的特性，寻找优化条件。
4）热模检验数学模型的等效性。
6.气固相催化反应的七个步骤、三个过程：1）反应组分从气流主体扩散到催化剂外表面。
2）反应组分从催化剂外表面扩散到催化剂的内表面。
3）反应组分在催化剂活性表面中心上吸附。
4）吸附在表面活性中心上的反应物进行化学反应。
5）产物在催化剂表面活性中心上脱附。
6）产物从催化剂的内表面扩散到催化剂的外表面。
7）产物从催化剂的外表面扩散到气流主体。
其中1）、7）过程是外扩散过程，2）、6）是内扩散过程，3）、4）、5）是化学反应动力学过程。
化学反应工程总结
安徽工业大学《化学反应工程》期末总结简答题1. 温度和浓度对平行反应瞬时选择性的影响规律答：（1）浓度的影响与主、副反应级数有关，α＝β，与浓度无关；α>β，浓度增高，瞬时选择性增加；α< β，浓度增高，瞬时选择性降低（2）温度的影响与主副反应活化能有关：E主＝E副，与温度无关E主>E副，温度增高，瞬时选择性增加；E主< E副，温度增高，瞬时选择性降低2. 提高连串反应中间产物收率的措施？答：（1）采用合适的催化剂；（2）采用合适的反应器和操作条件；（3）采用新的工艺（如反应精馏，膜反应器等）3. 气固催化反应的7个步骤，3个过程答：1反应物由气流主体扩散到催化剂外表面；2反应物由催化剂外表面扩散到内表面；3反应物在催化剂表面活性中心上吸附；4吸附在活性中心的反应物进行化学反应；5产物在催化剂表面活性中心上脱附；6产物由催化剂内表面扩散到外表面；7产物由催化剂外表面扩散到气流主体。
①1,7为外扩散过程②2,6为内扩散过程③3,4,5为化学动力学过程4. 催化剂内气体扩散的形式及判据（分子扩散、努森扩散）？答：①当λ/2ra≤10-2时，分子间的碰撞机率大于分子和孔壁的碰撞机率，扩散阻力主要来自分子间的碰撞，这种扩散称之为分子扩散。
分子扩散与孔径无关。
②当λ/2ra≥10时，分子和孔壁的碰撞机率大于分子间的碰撞机率，扩散阻力主要来自分子和孔壁间的碰撞，这种扩散称之为努森扩散。
分子扩散与孔径有关。
5. 多相催化反应过程中内外扩散影响的判定？答：（1）在管式反应器中装入催化剂，催化剂体积为V，原料流量为Q，同时改变V和Q，使空速保持不变，计算流体的质量速度G。
保持T、cA0、空速τ不变的条件下改变G，测出口转化率X。
当出口转化率超过某一值G0时，G值再增加，出口转化率不再改变。
说明G ≥G0时，外扩散对反应过程已无影响；间歇反应器，外扩散与搅拌装置的搅拌速度有关，当r≥r0 ，外扩散无影响。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
、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. 优化指标一一技术指标：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
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
3. 工业反应动力学规律可表示为：
r i f c （G ） f T （T ）
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。
E ---- cal/mol , j/mol T ----- K
R = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K
化学反应动力学
反应速率=
反应量
（反应时间）（反应
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
工程问题 动力学问题
三、PFR与CSTR基本方程
1.理想间歇：t V R
V o
c
Af dC A
CA0( J )
x
Af dx A
XA0( J )
2.理想PFR V R
V o
C Af dc A
C A0 ( J)
C A0
x Af dx A
x A
0(「A)
3. CSTR
4. 图解法
V R C A0 C A C A0X A
T
/C A0
0 X Af X A
四、简单反应的计算
n=1,0,2级反应特征C A C A0(1 X A)浓度、转化率、反应时间关系式
基本关系式PFR（间歇）CSTR
V R C Af dC A V R C A0 C A
p V。
C A0 (：)m v (「A) PFF H CSTR CSTR>PFR
C A0X A k p C A0 X A k p
n=0
n=1 n=2
C A0
kC
A . 11
k p 丁
C A C A0
k p 1吒C A0
五、可逆反应
A ：；「P
E 2已 E ? k ?o
X A
Rln[ 2 20 A ] E i kg (1 X A )
PFF 积分式
(k 1 k 2)t ln C^^C 蜃 ln —X A
^
C A C Ae
X
Ae X A
CSTR 由基本方程导出
(「A )
k 1
C A
k 1
C A
k 2 (
C A0
C A )
k 1
(k
1 k
2
)(
C A
C Ae )
(k i
k 2
)C AO (X Ae
X A )
C AO C Ae
k 2
C Ae
X Ae 1 X Ae
X A
X A
温度效应: 浓度效应:
(「A )
T eq
E 2 E i
d(「A ) dT
C
A0 C Af C
A0 C Af
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:
各种情况分析。
（3 ~C A 曲线 ----- 对应面积二C P
B ~X A 曲线 --- 对应面积二
C P /C AO
②最优加料方式：P193-194 平行反应
P
六、平行反应 C P （主反应）
S （副反应）
8
r p r s
kc A 1
k i C A 1 k 2c A 2，
C
Af
pf
C AO
dC
A
—J (G
dC p dC A
C pf
C A
C A0
dC A
n1 m1
r p
k 1C A C B
n2 m2
r s
k 2C A C B
(a) ⑹ ⑹
k i k2
A --------- P” S
(r A)k1C A
七、串联反应
r P k1C k2C
r s k2C
h叫
3
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C P/C A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
PFR
C A C Aoe klt"|
C P k l C A0(e k l t e k2t)
k2—k1
C A0 C A C P C S
CSTR
物料衡算
②串联反应的最优反应时间、转化率与最大收率
PFR CSTR
opt
ln k2
k i
k2 k i
opt
X opt k
1 opt
c p,max(k1 ) k2 «
max
C A0k2
X
opt
k1 opt e
C p, max 1
max 1
C AO[(k2)12 1]2
k1
九、变分子反应
①空速SV 的物理意义与因次
(P s) (a b)
A
a
④变分子反应中停留时间t 与空时T 的大小关系
八、自催化反应 A + P --------- P + P
(C A ) opt
C T0
C A0
C P0
2 2
C A0 C P0
C A
C P
C T0
C T o kt
ln C A 0/C A
C P 0 /C P
(U )
kC A C P
富林比卓叶，平推嵬 成宜器折帯療站迪力
中飼按ft:寧悄比
所需悴孩为聚小f
反应器组合优化
(b)
②膨胀率的定义
V x A
V x A
V
X A
③膨胀因子的物理含义
十、循环反应器的计算
C A0
RC Af
C A1
1 R
V
C Af
dC A
(1 R) C
V o
C A 1
(「A )
R
V R V o
返混
a t
Cit
1 1 __ 一
%
fi+/«Ao
1. 不同年龄的物料相互之间的混合一一返混（CSTR 相同年龄的物料相互之间的混合一一混合（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（C A
4. 改善措施：分割一一横向分割和纵向分割
5. f(t)和F(t)含义
6. 数学期望t 与方差
无因次方差
2 t
""2"
t
7.
CSTR f(t) 1e t t
t
F(t) 1 e tf
8.
9. PFR f(t)和 F(t) 固相反应的计算
C A
C A0
X A
C A (t)
f(t)dt C A0
0 X A
(t)f (t)dt
微观混合对反应结果的影响
(1) ⑵ ⑶ 大于一级的反应，上凹曲线，不利 小
于一级的反应，下凹曲线，有利 一级
反应的情况，线性关系，无关
十二、外部传递过程与内部传递过程
十三、工程思维方法
动力学问题
表观动力学 法
n 1
，E
ST 2
%
说明外部传递阻力起 控制作用。
n 1 n ---------
2
匚 E E D E E
2 2
说明内部传递阻力影响 严重。
温度状态
T
T
es
T
b
T add S)
C
A,b
T max 10C
改变措施
增大操作线速度
u Re
kg
Da
1
dp
2
双孔结构，扩孔措施等。
(H)C AQ
C p
Sh A Re 12
Sc
13
工程问题 绝热温升
十二、热量传递与反应器的热稳定性
放热曲线与移热曲线，影响因素。
多态一A、B、C点的稳定性
3.
4.
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
5.
1. 定态条件Q g Q r
dQ g dQ r dT s
dT s
2.
热稳定条件。