《化學反應器》ppt課件-文庫吧
2024-12-30 09:35 本頁面
【正文】 :VR 雖然反應釜間歇操作，但原料的生產及產品的后處理往往連續(xù)，一般在反應釜前增設一原料緩沖池，反應釜后面增設粗產品緩沖池。設原料的體積流量為 v0 m3/h。 則在反應時間內流進緩沖池的反應物料為 v0*t反 ，在裝料、出料、清洗等輔助時間內流進緩沖池的反應物料為 v0*t’，則反應器的有效容積為： 四、原料的體積流量 v0 的計算 0514123 G—— 反應物質量流量 ρ—— 反應物的密度 F—— 反應物摩爾流量 FA0—— A組分起始摩爾流量 例 2： 在間歇釜 中進行己二酸 A與己二醇等摩爾比酯 化反應，已知： 每天處理 2400kgA 解：二級反應， A、 B等 的消耗，故 每天處理 2400kgA, 每小時 100kg 167。 73 間歇釜中一級反應與二級反應的比較 一級 ： t反 只與 xA有關，與 CA0無關， CA0/CA亦可表示轉化率。 (rA)=kCACB k= /kmol min kmol/h 54121 二級： t反 既與 xA有關，又與 CA0有關。 例 2(71) 解：設 t1/t2=1 即：對二級反應， xA從 0— xA從 — 的十分之一?？梢姡?反應級數 ｎ 越大 ， xA越高 ， 反應時間增加越快，因此對高級數的反應，應設法使某一廉價原料過量，以 ↓反應級數 n， 減少反應時間 。 變?yōu)閿M一級反應后，轉化率達 99%所耗時間僅為原需時間的 1/，大大縮短。 一般使 nH2O : nCO = 4～ 6:1 → 5:1 可見：對于二級反應，當 A的殘余濃度很低時，可增大起始濃度 CA0以提高產量，而 t↗ 很少。 例 4：習題 10 醋酸 A+丁醇 B→ 酯 D + H2O E P16 60 74 116 18 每天產酯 2400kg 解：液相酯化反應 — 定容 (A與 B的投料比為 1:,mol比 ) 例 3(72)已知： 為二級反應 ,求 CA0從 1 和 5 kmol/m3降到 CA=。 167。 74 管式反應器 — 平推流反應器 — 活塞流反應器 plug flow reactor（ PFR） 一 . 管式反應器的特點： 將管式反應器中流體的流動理想化成無摩擦力的反應器 1. CA, (rA), xA均隨管長 l 變化，但同一截面為定值。 t停 都相等。（設為理想排擠流動模型） 管式反應器基本設計方程 二 . 設計方程 由于 CA, (rA), xA均隨管長 l 變化，故只能 在 dVR內對 A組分進行物料衡算 ：對于穩(wěn)定流動反應過程，無積累。 A的進入速率 = A的流出速率 + A的消耗速率 tS=VR/v0— 空間時間 ∵ FA =FA0(1xA)=v0CA0(1xA) ∴ dFA=v0CA0dx……(2) (rA)*dVR= dFA= v0CA0dx FA=FA+dFA+(rA)*dVR……(1) 14122 tS=VR/v0— 空間時間 變容過程：當 Δν﹥ 0，分子數增加 ,使 t停 ﹤ tS (VR=10m3, v0=2m3/s,則 tS=5 s,但由于體積膨脹使 t停 ↓，使物料不到 5s就離開了反應器 )；當 Δν﹤ 0，分子數減少，使 t停 ﹥ tS 。 1. 定容反應 過程 ∵ FA =FA0(1xA) v0=v=vf ∴ CA=CA0(1xA) dCA= CA0dxA ①解析法求解 : 對等溫一級反應 : A→R 54118 對二級等溫反應： 2A→R+S ∵ 例 5： 85 P 34 例 82的反應 ②圖解法求解： 14117 以 xA對 1/(rA)作圖，曲線下 0→ x A之間的面積即為： 以 CA對 1/(rA)作圖，曲線下 CA→CA0之間的面積即為 tS 。 而 ∴ 需先找到 (rA)~xA關系， 即先找 CA~xA關系： ∵ CA=nA/V ∴ 要找 nA~xA和 V~xA關系 , 而 nA=nA0(1xA) 式中： CA、 nA 、 V是任意 τ時刻 (轉化率為 xA)時 , A的濃度、摩爾數、反應體系體積。 以 A為關鍵組分 , 以 xA表示反應的轉化率 , 則反應表示為： 而 V~nT~xA，先找 nT~xA 對于變容 (氣體 )反應： (nA0*xA— 反應消耗 A摩爾數 ) (nT— t 時刻體系總 mol數 ) … 膨脹因子 —
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