青岛科技大学反应工程知识点总结
反应工程总结6
第六章、多相系统中的化学反应与传递现象1、气-固催化反应A (g)→B (g)包括七个步骤：①反应物A 由气相主体扩散到颗粒外表面；②A 由外表面向孔内扩散，到达吸附反应活动中心；③进行A 的吸附；④A 在表面上反应生成B ；⑤产物B 自表面脱附；⑥B 由内表面扩散到外表面；⑦B 由颗粒外表面扩散到气相主体。
2、外扩散有效因子ηx ：显然，CAS 总是小于CAG ，因此，只要反应级数为正，则ηx ≤1；反应级数为负时，ηx ≥1。
3、Da 称丹克莱尔数，是化学反应速率与外扩散速率之比，Da 越大，外扩散阻力越大。
当kw 一定时，此值越小，即外扩散影响越小。
除反应级数为负外，外扩散有效因子总是随丹克莱尔数的增加而降低；且α越大，ηx 随Da 增加而下降得越明显；无论α为何值：Da 趋于零时，ηx 总是趋于1。
4、孔扩散分为以下两种形式：当λ／2ra ≤102时，孔内扩散属正常分子扩散，这时的孔内扩散与通常的气体扩散完全相同。
扩散速率主要受分子间相互碰撞的影响，与孔半径尺寸无关。
当λ／2ra ≥10时，孔内扩散为努森扩散，这时主要是气体分子与孔壁的碰撞、故分子在孔内的努森扩散系数DK 只与孔半径ra 有关，与系统中共存的其他气体无关。
5、梯尔模数表示表面反应速率与内扩散速率的相对大小6、当φ<0.4 时， η≈1，当φ＞3.0 时，η＝1/φ (5.4-23) η是φ的函数，总是随φ值的增大而单调地下降，提高η办法有： ①减小催化剂颗粒的尺寸，φ值减小，η值可增大。
②增大催化剂的孔容和孔半径，可提高有效扩散系数De 的值，使φ值减小，η值增大。
7、Bi m ＝kGL ／De ，称为传质的拜俄特数，它表示内外扩散阻力的相对大小。
当Bim → ∞ 时，外扩散阻力可不计，η0＝tanh (φ)/φ＝η当Bim → 0 时，内扩散阻力可忽略， tanh (φ)/φ＝1，η0＝1/(1+Da )＝ηx8、内扩散的判定：减小催化剂粒度，测反应速率。
化学反应工程知识点梳理
化学反应工程知识点梳理第一章化学反应工程简介化学反应工程是研究化学反应和工程问题的科学动量传递、热量传递、质量传递及化学动力学，可概括为“三传一反”－－第三个里程碑。
第二章均相反应动力学反应进度：转化率：膨胀因子：不可逆反应RSBARSBAαααα+=+PPPRRRBBBAAAnnnnnnnnααααξ0-=-=-=-=K KKKn nxn-==某反应物的转化量该反应物的起始量串联反应总收率瞬时收率 得率yield总选择性 目的产物P所生成的摩尔数与副产物S 生成的摩尔数之比，用S0表示：串联反应A +B P R+SαA2A αS S （副）αA1A P P （主）第三章 理想均相反应器 间歇反应器(BSTR)反应时间实际操作时间(operating time)= 反应时间(t) + 辅助时间auxiliary time (t')反应体积V 是指反应物料在反应器中所占的体积 V = v0 (t + t')为装料系数(the volume charge coefficient)，通常在0.4～0.85平推流反应器PFR 空时全混流反应器(CSTR)V V ϕ=实际实际的反应器体积为： 0V v τ==反应器的容积进料的体积流量0R V dV t v==⎰反应器中物料反应期的容积的体积流量000()()A A A A A A C C C x V v r r τ-===--0()A A A x V F r =-005000024R R R F v C M ==⨯绝热操作恒容间歇反应器的设计式为：变温平推流反应器化学反应工程研究的目的是实现工业化学反应过程的优化 全混流平推流多级CSTR 串联的优化 对于一级不可逆反应应有PFR ： 同间歇釜ＣＳＴＲ：()⎰-==A x AA AB A B r dxC t F V 000BR ： ()⎰-==Ax AAA P A P r dx CF V 000τPF R: ()000m m A A A AV x F C r τ-==-CST R: 112100010200...(1)(1)(1)Am Am A A A R A A A A A A Am x x x x x V v C kC x kC x kC x -⎛⎫---=+++ ⎪---⎝⎭0121110(1,2,.....1)(1)1Ai R Ai Ai Ai v x V i m x k x x -+⎡⎤-∂=-==-⎢⎥∂--⎣⎦11111Ai Ai Ai Ai Ai Ai x xx x x x-++--=--221max 1max 02()k k k P P A C k X C k -==max max 1202211[(/)1]P P A C X C k k ==+1212ln(/)opt k k k k τ=-opt τ=第四章 非理想流动停留时间分布方差PFRCSTR(){}E t P t residence time t t ∆停留时间分布函数(){}F t P residence time t 0()()d t F t E t t=⎰2222200()()()()()()t t t E t dtt t E t dt t E t dt tE t dt σ∞∞∞∞-==-=-⎰⎰⎰⎰0 t t () t t0 t t E t <⎧⎪=∞=⎨⎪>⎩2220()()()0tt t E t dt t t σ∞=-=-=⎰0 t t () 1 t tF t <⎧=⎨≥⎩()11()t tt tF t e E t et---=-=最大层流流动轴向扩散模型。
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~讲义
知识点7. 反应器设计概述一、主要讲解内容本讲主要介绍三种理想反应器——理想的间歇式反应器、全混流反应器及平推流反应器的含义及基本设计思路。
二、学习要求掌握三种理想反应器的内涵，理解各种反应器理想型的联系与区别。
三、视频（已录制完成）四、讲义本章主要给大家介绍的是如何进行反应器的设计，何种反应器又是最优的反应器？反应器按照其操作方式可分为间歇式反应器、连续流动式反应器及半连续（或半间歇式）反应器，而从反应器理想性的角度分，可将反应器分为理想反应器及实际反应器，本讲要介绍的就是三种理想反应器的概念，包括理想的间歇式反应器（BR）、平推流反应器（PFR）及全混流反应器（MFR）。
1. 理想的间歇式反应器理想的间歇式反应器如图1所示，物料一次性投入反应器中，其特点为在任何时刻反应器中均具有均一的温度和均一的浓度，但是温度和浓度可能会随时间而变，属于一种非稳态操作。
图1 理想的间歇式反应器2. 全混流反应器全混流反应器是一种连续流动式反应器，物料连续流入流出，反应器中具有均一的温度和均一的浓度，且不随时间而变，反应器中温度和浓度与出口一致。
图2 全混流反应器提到全混流反应器需要介绍一个新的概念——返混，指的是不同停留时间物料之间的混合。
对于全混流反应器，其返混是一种极端的情况，刚刚进入反应器的物料和停留时间无限长的物料之间存在混合，且反应器中物料的状态和出口完全一致，其返混记为∞。
全混流具有温度浓度恒定的特性，所以其中反应速率是一个常数。
3. 平推流反应器平推流反应器是一种管式反应器，物料连续流动，流体在管内作平推流流动具有如下两特征：（1）在与流动方向呈垂直的截面上没有流速分布，在同一轴向位置具有均一的温度和浓度。
浓度和温度等会随轴向位置而变，因此反应速率是轴向位置的函数。
（2）在流体流动的方向不存在流体质点间的混合，即无返混现象，或者返混为0。
因此，各质点具有相同的停留时间()t，等于反应时间t。
图3平推流反应器对于各类反应器，进行反应器的设计需要反应器的设计方程，设计方程主要来源于两个方面，物料衡算方程和热量衡算方程。
化学反应工程知识点复习共162页文档
11、不为五斗米折腰。 12、芳菊开林耀，青松冠岩列。怀此 贞秀姿 ，卓为 霜下杰 。
13、归去来兮，田蜀将芜胡不归。 14、酒能祛百虑，菊为制颓龄。 15、春蚕收长丝，秋熟靡王税。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
化学反应工程知识点
化学反应工程知识点—郭锴主编1、化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系，即化学反应动力学，而且着重研究传递过程对宏观化学反应速率的影响，研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。
2、任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料的预处理、化学反应过程和产物的后处理这三个部分，而化学反应过程是整个化工生产的核心。
3.化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。
数学模型法是对复杂的、难以用数学全面描述的客观实体，人为地做某些假定，设想出一个简化模型，并通过对简化模型的数学求解，达到利用简单数学方程描述复杂物理过程的目的。
模型必须具有等效性，而且要与被描述的实体的那一方面的特性相似；模型必须进行合理简化，简化模型既要反映客观实体，又有便于数学求解和使用。
4.反应器按型式来分类可以分为管式反应器、槽式反应器（釜式反应器）和塔式反应器。
5反应器按传热条件分类，分为等温反应器、绝热反应器和非等温非绝热反应器。
第一章 均相单一反应动力学和理想反应器1、目前普遍使用关键组分A 的转化率来描述一个化学反应进行的程度，其定义为：00A A A A A A n n n x -==组分的起始量组分量转化了的 2、化学反应速率定义（严格定义）为单位反应体系内反应程度随时间的变化率。
其数学表达式为dtd V r ξ1=。
3、对于反应D C B A 432+=+，反应物A 的消耗速率表达式为dt dn V r A A 1-=-；反应产物C 的生成速率表达式为：dtdn V r C C 1= 4.反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率之间的关系式称为反应动力学方程。
大量的实验表明，均相反应的速率是反应物系的组成、温度和压力的函数。
5.阿累尼乌斯关系式为RT E C C e k k -=0，其中活化能反应了反应速率对温度变化的敏感程度。
6、半衰期：是指转化率从0变为50%所需时间为该反应的半衰期。
7、反应器的开发大致有下述三个任务：①根据化学反应动力学特性来选择合适的反应器型式；②结合动力学和反应器两方面特性来确定操作方式和优化操条件；③根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。
反应工程复习资料.doc
1. (CH 3CO)2 (A) + H 2O(B)2CH 3COOH(C)乙酸酐发生水解，反应温度25℃，k=0.1556 min -1，采用三个等体积的串联全混流釜进行反应，每个釜体积为1800 cm 3，求使乙酸酐的总转化率为60%时，进料速度0v 。
解：初始浓度为0A C ，离开第一釜为1A C ，依次为2A C 、3A C 。
∵1101)(A A A r C C --=τ 11)(A A kC r =- ∴11101110111111τττk x k C C kC C C A A A A A A +-=⇒+=⇒-=对第二釜21211τk C C A A += 对于等体积釜串联τττ==21 22202)1(11)1(1ττk x k C C A A A +-=⇒+=同理 33)1(11τk x A +-= ∴τ=2.3（min ）min)/(6.7823.2180030cm V v ===τ2.反应A → B 为n 级不可逆反应。
已知在300K 时要使A 的转化率达到20%需12.6分钟，而在340K 时达到同样的转化率仅需3.20分钟，求该反应的活化能E 。
解： n A A A kC dt dC r =-=- ⎰⎰=-A A C C t n A A t dt C dC 00 即kt C C n n A n A =⎥⎦⎤⎢⎣⎡----1011111 达20%时，08.0A A C C =t M t C n k n n A 11)125.1()1(111⨯=⨯--=-- 式中M 为常数∴6.121300⨯=M k2.31340⨯=M k )34013001(314.86.12/2.3/ln ln 300340-==E M M k k E=29.06（kJ/mol ）3. 用两串联全混流反应器进行一个二级不可逆等温反应，已知在操作温度下,10,30.2),(92.03030113h m v m kmol C h kmol m k A ===--要求出口x A=0.9，计算该操作最优容积比)(21V V 和总容积V 。
山东省考研化学工程与技术复习资料化学反应工程重点整理
山东省考研化学工程与技术复习资料化学反应工程重点整理化学反应工程是化学工程与技术领域的一门重要学科，它研究了化学反应的原理、机理以及工程应用。
对于考研化学工程与技术专业的学生来说，掌握化学反应工程的重点内容对于复习和备考至关重要。
本文将对山东省考研化学工程与技术的化学反应工程重点进行整理，以帮助学生更好地复习。
一、热力学基础在进行化学反应工程的研究过程中，热力学是一项非常重要的理论基础。
它通过研究反应物和生成物的物理化学性质来分析和描述反应的能量变化和平衡。
在考研中，以下几个方面是需要重点关注的：1. 焓变、自由能变化及其计算方法：焓变是指化学反应过程中吸热或放热的过程，自由能变化则是反应体系是否发生的判据。
学生需要掌握焓变和自由能变化的计算公式，并理解其在化学反应工程中的应用。
2. 化学平衡：化学反应在一定条件下会达到化学平衡，这时反应物和生成物的浓度不再发生明显变化。
学生需要理解平衡常数的概念，并掌握其计算方法。
此外，关注反应影响因素(如温度、压力、物质浓度等)对平衡的影响也是重点。
3. 化学反应的放热性和吸热性：化学反应可能是放热的，也可能是吸热的。
学生需要了解反应的放热性和吸热性对反应过程和工程设计的影响，并掌握相关的计算方法。
二、反应动力学基础反应动力学研究了反应速率及其与反应物浓度、温度、催化剂等因素之间的关系。
考研中的重点内容包括以下几个方面：1. 反应速率和反应速率方程：反应速率指单位时间内反应物浓度变化的快慢程度。
学生需要理解速率方程的概念并掌握其常见形式。
常见的速率方程有零级、一级、二级和伪一级等。
2. 反应速率常数：反应速率常数是反应速率与反应物浓度之间的比例系数。
学生需要掌握速率常数的计算方法，并理解温度、压力、催化剂等因素对速率常数的影响。
3. 反应机理：反应机理描述了反应过程中各个中间物的生成和消失情况。
学生需要了解常见的反应机理类型(如连续反应、并行反应、竞争反应等)，并掌握建立和推导反应机理的方法。
化学反应工程知识点复习
第十五页，编辑于星期六：十八点 一分。
2、速率常数k • 化学反应速率方程体现了浓度和温度两方面
的影响，浓度的影响体现在浓度项上，反应 级数表明了反应速率对浓度变化的敏感程度。 • 温度的影响则是由速率常数k体现的。
非基元反应：
aA+bB=rR+Ss
(rA ) k AcA cB
α+β=n，n为非基元反应的总反应级数，取值可以是小于或等
于3的任何数，α和β的值与计量系数a和b的值无关。取值是 通过实验测定的。 注意：区分反应级数和反应的分子数。
第十四页，编辑于星期六：十八点 一分。
相同点：非基元反应中的反应级数与基元反应中的分子数， 取值n≤3；α、β仍称做反应物A或B的反应级数。 不同点：非基元反应n的取值还可以是负数、0、小数；分子 数是专对基元反应而言的，非基元过程因为不反映直接碰撞 的情况，故不能称作单分子或双分子反应。
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
学方程，是经验方程。
rA
, ( mm3ols )
(
r A
)
k cA cB
k
A
c
A
c
B
式中k称作反应速率常数；α、β是反应级数。
第八页，编辑于星期六：十八点 一分。
（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。
反应工程整理
7
2. 生物反应过程的意义和特点
3) 与化工生产相比，生产设备较为简单，能量消 耗一般也较少，但由于过高的底物或产物浓度 常导致酶的抑制或细胞不能耐受如此高的渗透 压而失活，因此反应液中的底物（基质）浓度 不能过高，因此导致很大的反应器体积且要求 在无杂菌污染情况下进行操作。
26
发酵培养基的要求
① 培养基能够满足产物最经济的合成。
② 发酵后所形成的副产物尽可能的少。
③ 培养基的原料应因地制宜，价格低廉；且性 能稳定，资源丰富，便于采购运输，适合大规模 储藏，能保证生产上的供应。
④ 所选用的培养基应能满足总体工艺的要求， 如不应该影响通气、提取、纯化及废物处理等。
27
第二节 发酵培养基的成分及来源
4) 酶反应过程的专一性强，转化率高，但成本较 高，发酵过程成本低，应用广，但反应机理复 杂，较难控制，反应液中杂质较多，给提取纯 化带来团难。
8
4. 生物反应过程的生物学与工程 学基础
动力学与反应器工程
本征动力学：即没有在生物反应器中各种形式的传递过程等 工程因素影响时的微生物反应的固有反应速率。 宏观动力学：但是实际发酵过程是在生物反应器中进行，因
– 当生物催化剂为游离或固定化酶时，此 过程则称为酶反应过程。
– 另外，还有动、植物细胞（组织）培养 过程。
5
2. 生物反应过程的意义和特点
一般生物反应过程示意图
生物催化剂的制备
产物的分离纯化
反应器及反应条件的选择
- 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)。
青岛科技大学反应工程知识点总结
1、化学反应工程学不仅研究化学反应速率与反应条件之间的关系，
即化学反应动力学，而且着重研究传递过程对宏观化学反应速率的影响，
研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。
2、任何化工生产，从原料到产品都可以概括为原料的预处理、化学
反应过程和产物的后处理这三个部分，而化学反应过程是整个化工生产的
核心。
3、化学反应工程的基本研究方法是数学模型法。数学模型法是对复
杂的、难以用数学全面描述的客观实体，人为地做某些假定，设想出一个
简化模型，并通过对简化模型的数学求解，达到利用简单数学方程描述复
杂物理过程的目的。模型必须具有等效性，而且要与被描述的实体的那一
方面的特性相似:模型必须进行合理简化，简化模型既要反映客观实体，
又有便于数学求解和使用。
4、反应器按型式来分类可以分为管式反应器、槽式反应器(釜式反应
器)和塔式反应器。
5、反应器按传热条件分类，分为等温反应器、绝热反应器和非等温
非绝热反应器。
复合反应与反应器的选型。
1、三种理想的反应器中，间歇反应器和平推流反应器完全没有返混，
全混流反应器的返混达到极大的程度。
2、反应器的选型，其实就是根据不同的反应的特性，选择合适这种
反应类型的操作方式。
3、对某个具体反应，选择反应器、操作条件和操作方式主要考虑化
学反应本身的特征与反应器特性，最终选择的依据将取决于所有过程的经
济性。
4、过程的经济性主要受两个因素影响，一是反应器的大小，二是产
物分布。
5、确定反应器型式不但要考虑反应的级数，而且要考虑过程进行的
程度，即转化率的高低;级数越高，要求的转化率也高，这时应采用平推
流反应器;如果反应器只能采用釜式结构，则采用多釜串联，使之尽可能
接近平推流。
6、平推流反应器并联各支路的空间时间相同时最终转化率最高或者
达到一定转化率所需的反应器体积最小。