《2022年化学反应工程总结 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年化学反应工程总结 .pdf（13页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、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：)()(TfCfrTiCia) 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：21
2、1211ln()kEkR TTEcal/mol ，j/mol TKR = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K反应器型式操作方式操作条件工程因素T C 反应结果r，工程问题动力学问题精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 三、PFR与 CSTR 基本方程1. 理想间歇：AfAAfAxxAAAccAARrdxcrdcvVt00)()(002. 理想PFR ：AfAAfAxxAAAccAARprdxcrdcvV00)
3、()(003. CSTR ：)()(00AAAAAARprxcrccvV4. 图解法四、简单反应的计算n=1,0,2 级反应特征0(1)AAAccx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()AfAcRApcAVdcvr0()AARmAccVvrn=0 0AApcxk0AApcxkn=1 1ln1pAkx0AAmAcckcn=2 011pAAkcc02AAAmcckc0 xAf xA/cA0精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2
4、 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 五、可逆反应A P)()(02121AAAPAACCkCkCkCkr)(21AeACCkk)()(021AAeAxxCkkAeAeAeAeAxxCCCkkK1021温度效应：浓度效应：0)(Ar)1 (ln102012AAeqxxkkREET0)(dTrdA)x(xkkEElnREETAAopt110201212PFR 积分式CSTR ：由基本方程导出k1k2AAeAeAeAAeAxxxCCCCtkklnln)(021123AxTxAT 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 -
5、 - - - - - - - - -第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 六、平行反应A211211nAnAnASPPCkCkCkrrr，AfACCAAfApfCCdCCCCAfA0000()AACpPpfACAAdCrCdCrdC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 推出反应器选型与组合优化：各种情况分析。CA曲线对应面积 =CPXA曲线对应面积 =CP/CA0最优加料方式： p193-194平行反应 P 111mBnApCCkr A+Bk1k2P（主反应）S（副反应）精品资料 - - -
6、 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - - S 222mBnAsCCkr精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 七、串联反应A P SAACkr1)(PAPCkCkr21PSCkr2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。串联反
7、应的计算PFR CSTRtkAAeCC10物料衡算)ee(CkkkCtktkAP210121SPAACCCC0串联反应的最优反应时间、转化率与最大收率 PFR CSTR 1212lnkkkkopt211kkoptoptkoptex11optoptoptkkx111122)(210max,maxkkkApkkcc221120max,max 1)(1kkccApk1k2精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 八、自催化反应AP PPPAAC
8、kCr )(22)(000PAToptACCCC000TPAPACCCCCPPAATCCCCktC/ln000九、变分子反应空速 SV 的物理意义与因次膨胀率的定义001AAAxxxAVVV膨胀因子的物理含义abaspA)()(变分子反应中停留时间t 与空时的大小关系反应器组合优化精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 十、循环反应器的计算0vvRRRRCCCAfAA101AfACCAArdCRvV1)()1 (0十一、返混1. 不同年
9、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：空间上的反向流动不均匀的速度分布3. 返混的结果：反应器内的浓度变化（PACC）4. 改善措施：分割横向分割和纵向分割5.)(tf和)(tF含义6. 数学期望t与方差2t无因次方差222tt7. CSTR ttettf1)(ttetF1)(12PFR )(tf和)(tF028.固相反应的计算dttfctcccAAAA)()(0000)()(dttftxxAA9. 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，有利精品资料 - - - 欢迎
10、下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - - (3) 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内容外 部 传 递 过 程内 部 传 递 过 程与反应的关系串 连 过 程串-并 连 过 程传 递 准 数bAgnbAcakkcDa,esAenesAPcDkcR,浓度、 温度关 系)(,放热反应besbPesPbAesATTcccc)(,放热反应esisesPisPesAisATTcccc效 率 因 子nnbADakcR)1(1,1当 n=1 时，Da
11、111nesAkcR,2当 n=1 时)11(32th判别方法计 算 方 法当Da5,Da11外部传递阻力起控制作用。准数AbgackRDa1判断。当准数1. 0，外部阻力影响消除。当1,12，当5时，32内部阻力影响严重。用实验准数AbePcDRr222来判断。当准数1，内部传递阻力无影响；当准数15，内部传递阻力严重。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 实 验 方 法SV 不变，改变气速或转速，测定反应速率的变化。保持实验条件不
12、变，改变催化剂颗粒直径Pd，测定反应速率的变化。表 观 动 力 学法molkJEn)124(, 1说明外部传递阻力起控制作用。2221EEEEnnD说明内部传递阻力影响严重。温 度 状 态,(1)esbA esadA bTTTcTcmax10T改 变 措 施增 大 操 作 线 速 度1ReDakgu2dp双孔结构，扩孔措施等。绝热温升,()A badPH cTc十三、工程思维方法3121ReScASh工程因素返混外扩散内扩散T 反应场所C 反应结果 r，工程问题动力学问题精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - -
13、- - -第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 十二、热量传递与反应器的热稳定性1. 定态条件rgQQ热稳定条件grssdQdQdTdT2. 放热曲线与移热曲线，影响因素。多态A、B、C点的稳定性3. 临界着火状态与临界着火温度Tig4. 临界熄火状态与临界熄火温度Tex5. 最大允许温差ERTTTTc2max)(bTQTigTsiT1 2 exTseT3 4 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 6.
14、7.8.9.10.（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）11.12.精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - - 文档编码：KDHSIBDSUFVBSUDHSIDHSIBF-SDSD587FCDCVDCJUH 欢迎下载 精美文档欢迎下载 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - - -