10化學反響工程復習總結(jié)一、學問點化學反響工程的爭論對象與目的，爭論內(nèi)容。化學反響工程的優(yōu)化的技術指標。化學反響動力學轉(zhuǎn)化率、收率與選擇性的概念。反響速率的溫度效應和活化能的意義。反響速率的濃度效應和級數(shù)的意義。3.抱負反響器與典型反響特征抱負反響器的含義。等溫間歇反響器的根本方程。簡潔不行逆反響和自催化反響的特征和計算方法?？赡娣错?、平行反響和串聯(lián)反響的動力學特征和計算方法。抱負管式反響器管式平推流反響器的根本方程典型反響的計算。停留時間、空時和空速的概念。膨脹因子和膨脹率的概念。連續(xù)流淌釜式反響器全混流模型的意義。全混流反響器的根本方程全混流反響器的計算。循環(huán)反響器的特征與計算方法。返混的概念、起因、返混造成的后果。返混對各種典型反響的利弊及限制返混的措施。停留時間分布與非抱負流淌停留時間分布的意義，停留時間分布的測定方法?；钊骱腿炝魍Ａ魰r間分布表達式，固相反響的計算方法。多釜串聯(lián)模型的根本思想，模型參數(shù)微觀混合對反響結(jié)果的影響。反響器選型與操作方式簡潔反響、自催化和可逆反響的濃度效應特征與優(yōu)化。平行反響、串聯(lián)反響的濃度效應特征與優(yōu)化。反響器的操作方式、加料方式。氣固催化反響中的傳遞現(xiàn)象催化劑外部傳遞過程分析，極限反響速率與極限傳遞速率。Da和外部效率因子的定義及相互關系。流速對外部傳遞過程的影響。催化劑內(nèi)部傳遞過程分析，Φ和內(nèi)部效率因子的定義及相互關系。集中對表觀反響級數(shù)及表觀活化能的影響。一級反響內(nèi)外效率因子的計算。內(nèi)外傳遞阻力的消退方法。熱量傳遞與反響器熱穩(wěn)定性定態(tài)、熱穩(wěn)定性、臨界著火溫度、臨界熄火溫度的概念。催化劑顆粒熱穩(wěn)定性條件和多態(tài)特性。全混流反響器、管式固定床反響器熱穩(wěn)定條件。最大允許溫差。絕熱式反響器中可逆放熱反響的最優(yōu)溫度分布。一、緒論爭論對象是工業(yè)反響過程或工業(yè)反響器爭論目的是實現(xiàn)工業(yè)反響過程的優(yōu)化決策變量：反響器構(gòu)造、操作方式、工藝條件優(yōu)化指標——技術指標：反響速率、選擇性、能耗把握轉(zhuǎn)化率、收率與選擇性的概念工程因素T反響結(jié)果r工程因素T反響結(jié)果r，C動力學問題反響器型式操作方式操作條件工程問題二、化學反響動力學工程問題反響類型：簡潔反響、自催化、可逆、平行、串聯(lián)反響根本特征、分析推斷化學反響速率的工程表示反響速率＝ 反響量反響時間反響區(qū))工業(yè)反響動力學規(guī)律可表示為：rrf (C)f (T)i C i T濃度效應——n工程意義是：反響速率對濃度變化的敏感程度。溫度效應——E度。兩個溫度下的反響速率常數(shù)k，可以按下式計算活化能E：lnlnk2E(11)k1RT1T2E——cal/mol，j/mol T——KR=1.987cal/mol.K=8.314j/mol.K三、PFRCSTRtVR

cAf dcA

xAf dxAv c0 A0

(r)A

A0 xA0

(r)A抱負PFR

RcAf dcA

xAf dxAVp v cV0 A0

(r)A

A0xA0

(r)A

V V

c c A0

c xA0 A

p v (rA

) (r)A ττ/cA0τ0 xAf xAτc c c (1x)A A0 An=1,0,2濃度、轉(zhuǎn)化率、反響時間關系式PFR→CSTR，CSTR←PFR根本關系式 PFR〔間歇〕 CSTR RcAf dc

R

c cA0 A p

(r)

m v (r)n=0

0 A0 A Ac x kc x kA0 A pc x kA0 A plnp11xAcA0cAm kcA1cAp1cA0cA0cAm kc2A1五、可逆反響 A k P1k2(r)kC kC kC k(C C )A 1 A 2 P 1 A 2 A0 A(k k)(C12C )A AexAxA(k k)C1 2(x xA0 Ae)A1Kkk1 C A0CAeAex221xAeAe3TT濃度效應：(r(r)0Aeq

E E2 1k xRln[20 A ]k )10 Ad(r)A 0d(r)A 0dT1opt

E k xRln[ 2 20 A ]E k1 10

(1x )APFR積分式((kk)tlnCA0CAeln12C CA AexAex xAe ACSTR：由根本方程導出六、平行反響k1Pk1Ak2 S〔副反響〕P11A r kCn P11A1r r kCn kCn21P S 1 A 2 ACAfdCC CAfdCC CACr(r)APdCdCpC CAdCpfCAA0AfAA0C CA0 Af溫度效應：溫度上升有利于活化能大的反響濃度效應：濃度上升有利于級數(shù)大的反響計算：由根本方程PFR、CSTR推出①反響器選型與組合優(yōu)化：β~C=CA Pβ~X=C/CA P A0②最優(yōu)加料方式：p163-164平行反響A+B

P r kCp 1

n1Cm1A BS rkCs 2

n2Cm2A B七、串聯(lián)反響kkA 1 P2 Skk((r)kCA 1 Ar kCP 1 AkC2 Pr kCS 2 P溫度效應：溫度上升有利于活化能大的反響〔同平行反響〕濃度效應：但凡使CP/CA增大的因素對串連反響選擇率總是不利的。①串聯(lián)反響的計算PFR CSTRC C CAA0C C Pk1k－kCA0(ektekt)122 1C C C CA0 A P S②串聯(lián)反響的最優(yōu)反響時間、轉(zhuǎn)化率與最大收率PFR CSTRoptlnk2k1k k2 1opt1kk1 21x 1ek1

opt

kx 1

optopt

opt

1k1

optcp,maxmaxc(kk1)kkk22 1A02maxcp,maxc1kA0[(2)k11八、自催化反響A＋P P＋P(rA

)kCCA P(C ) CT0CA0CP0Aopt 2 2C CA0 P0

C C CA P T0反響器組合優(yōu)化C C ktlnCA0/CAT0C /CP0 P九、變分子反響①空速SV的物理意義與因次②膨脹率的定義A

Vx1AV

Vx0Ax0A

(ps)(ab)③膨脹因子的物理含義 A a11④變分子反響中停留時間t與空時τ的大小關系十、循環(huán)反響器的計算1112RvRv0C C A1C RCA01RAfVv0(1R)CAfCA1dCA(r)A十一、返混不同年齡的物料相互之間的混合——返混〔CSTR〕一樣年齡的物料相互之間的混合——混合〔間歇反響器〕返混的起因：①空間上的反向流淌②不均勻的速度分布返混的結(jié)果：反響器內(nèi)的濃度變化〔C C 〕A P改善措施：分割——橫向分割和縱向分割f(t和F(t含義t數(shù)學期望與方差2tt

無因次方差2 2 2 t1 t CSTR f(t) e t

F(t)1ett

21PFR f(t和F(t)

20cA cAt)ft)dtc 0 cA0 A0x xA 0

x(t)f(t)dtA微觀混合對反響結(jié)果的影響小于一級的反響，下凹曲線，有利一級反響的狀況，線性關系，無關ShARe1ShARe12Sc13絕熱溫升T ad

A,bcP十五、熱量傳遞與反響器的熱穩(wěn)定性定態(tài)條件Q Qg r

熱穩(wěn)定條件dQgdTdQgdTsdQdTrsTTmax(TT)RT2cE三、名詞解釋安全程度。生產(chǎn)本錢中原料費用比例大小已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程先進性的重要標志。三個決策變量：1.構(gòu)造變量；2.操作方式。3.工藝條件。連續(xù)操作。工業(yè)反響過程開發(fā)就其核心問題而言，需要解決三方面的問題；1.23.均相反響應當滿足的兩個條件：1.反響系統(tǒng)可以成為均相；2.預混合過程的時間遠小于反響時間.速率發(fā)生較大的變化。反響級數(shù)的工程意義是表示反響速率對于反響物濃度變化的敏感程率對濃度的敏感程度。級數(shù)越高，濃度變化對反響速率的影響越大?！睵34〕反響器設計根本方程：反響器設計的根本方程包括反響動力學方程式。物料衡算方程式、熱量衡算方程式和動量衡算方程式。反響動力學方程式是化學反響器設計的根底。自催化反響指的是反響產(chǎn)物本身具有催化作用，能加速反響的進展。自催化反響的特性是自催化反響必需參與微量產(chǎn)物才能啟動。之，降低溫度則有利于活化能低的反響。C

,有利于級A數(shù)高的反響；反之，降低反響物濃度CA空時、空速和停留時間:VR

與流體進反響器的體積流量v0進口物料的體積。停留時間指的是反響物料從進入反響器時算起到離開反響器時為止所經(jīng)受的時間。表征反響前后分子數(shù)變化程度的方法有膨脹率法和膨脹因子法。膨脹率的定義：是反響組分A脹因子：是原料A1混：停留時間不動的物料之間的混合，稱為逆向混合或返混。返混的緣由：1.設備中存在不同尺度的環(huán)流；2.不均勻的速度分布。主要措施是分割。停留時間分布的表達有停留時間分布密度和停留時間分布函數(shù)。f〔x〕來表達。其定義為，在定常條件t=0tt+dt應為f〔t〕dt。停留時間分布函數(shù)，以F(t)表示。其定義為，在定常態(tài)下的連續(xù)t=0料流中停留時間小于t停留時間分布的試驗測定：停留時間分布通常由試驗測定，主留時間分布規(guī)律的試驗數(shù)據(jù)。示蹤物的輸入方法有階躍注入法示蹤物的根本要求：1.示蹤物必需與進料具有一樣或格外接近2.示蹤物要具有易于檢測的特別物質(zhì)，而且這種物質(zhì)的檢測愈靈敏、愈簡捷，試驗結(jié)果3.4.用于多相系統(tǒng)檢測的示蹤物不發(fā)生由一相轉(zhuǎn)移到另一相的狀況。連續(xù)反響過程的考察方法：在同一個連續(xù)釜式反響器中分別進展均相反響和固相反響承受的考察對象。滴際混合：是指液滴合并、再分散過程起到了液滴之間的相互混合的作用，稱為滴際混合。集中模型:集中模型是一種適合于返混程度較小的非抱負流淌的流淌模型。所謂集中模型即是仿照一般的分子集中系數(shù)來表征反響器內(nèi)的質(zhì)量De是基于如下的根本假設：沿著與流體流淌方向垂直的每一個截面上具有均勻的徑向濃度；一恒定值物料濃度是流體流淌距離的連續(xù)函數(shù)。多級全混流模型多級全混流模型是假設一個實際設備中的返混狀況等效于假設干級全混釜串聯(lián)式的返混?；瘜W反響工程爭論的目的是實現(xiàn)工業(yè)化學反響過程的優(yōu)化。所謂優(yōu)于確定的目標到達最優(yōu)狀態(tài)。工業(yè)反響過程的經(jīng)濟收益是評價生產(chǎn)過程的主要優(yōu)化目標。自催化反響的優(yōu)組合(CSTR+PFR)操作，然后接一個平推流反響器，到達高轉(zhuǎn)化率以充分利用原料。串聯(lián)反響，應選擇怎樣的反響器？〔任何使Cp

CA

減小的措施者不利于串聯(lián)過程選擇PFR或間歇反響器〕氣固催化反響步驟〔在多孔性催化劑上進展的〕答：①反響物從氣流主體集中到催化劑顆粒外外表②反響物從顆粒外外表經(jīng)催化劑的內(nèi)孔集中到顆粒的內(nèi)外表③反響物在顆粒內(nèi)外表上進展化學反響④反響產(chǎn)物從內(nèi)孔深處的孔口逆向集中⑤反響產(chǎn)物從催化劑外外表集中打返回氣流主體三種溫度和三種濃度?！?〕流體主體的溫度Tb〔2〕溫度Te3〕催化劑顆粒內(nèi)外表上的溫度Tis〔1〕流體主體中的濃度Cb;(2)Ce3〕催化劑顆粒內(nèi)外表上的濃度Cis度和濃度才會趨于全都，即Cb≈Ces≈Cis;Tb≈Tes≈Tis.極限反響速率和極限傳質(zhì)速率。(r

kCn

為極限反響速率。其物理意義是傳質(zhì)過lim b

lim大的可能反響速率。

=kaC N為極限傳質(zhì)速率lim g b limNkg

aCb

C Cbes件下，當Ces0N

lim。達姆克勒準數(shù)的物理意義：Da

kCnb

(r)

lim

極限反響速率與極限傳質(zhì)速率之比。

kacg

Nlim〔西勒準數(shù)是表征內(nèi)集中過程對化學反響影響的一個重要參數(shù)，其