1、“化學反應工程”總結11一、 緒論1 研究對象是工業反應過程或工業反應器研究目的是實現工業反應過程的優化2 決策變量：反應器結構、操作方式、工藝條件3 優化指標技術指標：反應速率、選擇性、能耗掌握轉化率、收率與選擇性的概念反應器型式操作方式操作條件工程因素TC反應結果r，b工程問題動力學問題4 工程思維方法二、化學反應動力學1. 反應類型：簡單反應、自催化、可逆、平行、串聯反應基本特征、分析判斷2. 化學反應速率的工程表示3. 工業反應動力學規律可表示為：a) 濃度效應n 工程意義是：反應速率對濃度變化的敏感程度。b) 溫度效應E工程意義是：反應速率對溫度變化的敏感程度。已知兩個溫度下的反應速

2、率常數k，可以按下式計算活化能E： Ecal/mol，j/molTKR = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K三、PFR與CSTR基本方程1. 理想間歇：2. 理想PFR： 3. CSTR： 4. 圖解法0 xAf xA/cA0四、簡單反應的計算n=1,0,2級反應特征濃度、轉化率、反應時間關系式PFRCSTR，CSTRPFR基本關系式PFR（間歇）CSTRn=0n=1n=2五、可逆反應 A Pk1k2123TxAT溫度效應：濃度效應： PFR積分式CSTR：由基本方程導出六、平行反應P（主反應）k1S（副反應）k2A， 溫度效應：溫度升高有利于活化能大的反應濃度效應

3、：濃度升高有利于級數大的反應計算： 由基本方程PFR、CSTR推出反應器選型與組合優化：各種情況分析。CA曲線對應面積=CPXA曲線對應面積=CP/CA0最優加料方式：p193-194平行反應 P A+B S 七、串聯反應k1k2A P S溫度效應：溫度升高有利于活化能大的反應（同平行反應）濃度效應：凡是使增大的因素對串連反應選擇率總是不利的。串聯反應的計算PFRCSTR物料衡算 串聯反應的最優反應時間、轉化率與最大收率 PFRCSTR 八、自催化反應AP PP反應器組合優化九、變分子反應空速SV的物理意義與因次膨脹率的定義 膨脹因子的物理含義變分子反應中停留時間t與空時的大小關系十、循環反應

4、器的計算十一、返混1. 不同年齡的物料相互之間的混合返混（CSTR）相同年齡的物料相互之間的混合混合（間歇反應器）2. 返混的起因：空間上的反向流動不均勻的速度分布3. 返混的結果：反應器內的濃度變化（）4. 改善措施：分割橫向分割和縱向分割5. 和含義 6. 數學期望與方差無因次方差7. CSTR PFR 和8. 固相反應的計算 9. 微觀混合對反應結果的影響(1) 大于一級的反應，上凹曲線，不利(2) 小于一級的反應，下凹曲線，有利(3) 一級反應的情況，線性關系，無關十二、外部傳遞過程與內部傳遞過程 內 容 外 部 傳 遞 過 程 內 部 傳 遞 過 程 與反應的關系 串 連 過 程 串

5、-并 連 過 程 傳 遞 準 數 濃度、 溫度關 系 效 率 因 子當n=1時，當n=1時判別方法計 算 方 法當<1,>5,外部傳遞阻力起控制作用。準數判斷。當準數，外部阻力影響消除。當<1,，當時，內部阻力影響嚴重。用實驗準數來判斷。當準數，內部傳遞阻力無影響；當準數，內部傳遞阻力嚴重。實 驗 方 法SV不變，改變氣速或轉速，測定反應速率的變化。保持實驗條件不變，改變催化劑顆粒直徑，測定反應速率的變化。表觀動力學 法說明外部傳遞阻力起控制作用。說明內部傳遞阻力影響嚴重。 溫 度 狀 態 改 變 措 施增大操作線速度雙孔結構，擴孔措施等。絕熱溫升工程因素返混外擴散內擴散T反應場所C反應結果r，b工程問題動力學問題十三、工程思維方法十二、熱量傳遞與反應器的熱穩定性1. 定態條件熱穩定條件