【正文】 方法 ? 動力學方程表現(xiàn)的是化學反應速率與反應物溫度、濃度之間的關系。 ? 把化學反應定義式和化學反應動力學方程相結合，可以得到： ? 直接積分，可獲得化學反應動力學方程的積分形式。 RTEkk ?? ec0c反應級數(shù) ? m， n： A， B組分的反應級數(shù)， m+n為此反應的總級數(shù)。 kc是溫度的函數(shù)，在一般工業(yè)精度上，符合阿累尼烏斯關系。而反應壓力通?？捎煞磻锵档慕M成和溫度通過狀態(tài)方程來確定，不是獨立變量。 ? 定義 A0A0AAAnnnAx ???組分的起始量組分量轉(zhuǎn)化了的組分 A的選取原則 ? A必須是反應物，它在原料中的量按照化學計量方程計算應當可以完全反應掉（與化學平衡無關），即轉(zhuǎn)化率的最大值應當可以達到 100%，如果體系中有多于一個組份滿足上述要求，通常選取重點關注的、經(jīng)濟價值相對高的組分定義轉(zhuǎn)化率。 ? 對于任一化學反應 ? 定義反應程度 ? 式中， nI為體系中參與反應的任意組分 I的摩爾數(shù)， αI為其計量系數(shù)， nI0為起始時刻組分 I的摩爾數(shù)。 ?? ????? SRBA srba? ? ? ? 0SRBA ??????? ?srba?化學反應計量式只表示參與化學反應的各組分之間的計量關系，與反應歷程及反應可以進行的程度無關。 簡化必須合理 ， 即簡化模型必須反映客觀實體 ， 便于數(shù)學描述和適用 。 ? 3． 非等溫 、 非絕熱反應器 ， 與外界有熱量交換 ， 但不等溫 。 ? 2 ． 連續(xù)操作 ， 指反應物料連續(xù)地通過反應器的操作方式 。 化學反應和反應器的分類 ? 化學反應和反應器的分類方法很多 ， 常按下列四種方法進行分類 。 ? 工業(yè)反應器中對反應結果產(chǎn)生影響的主要物理過程是： (1)由物料的不均勻混合和停留時間不同引起的傳質(zhì)過程； (2)由化學反應的熱效應產(chǎn)生的傳熱過程； (3)多相催化反應中在催化劑微孔內(nèi)的擴散與傳熱過程。 ? 為了這一目標，化學反應工程學不僅研究化學反應速率與反應條件之間的關系，即化學反應動力學，而且，著重研究傳遞過程對化學反應速率的影響；研究不同類型反應器的特點及其與化學反應結果之間的關系。 ? 對于已經(jīng)在實驗室中實現(xiàn)的化學反應，如何將其在工業(yè)規(guī)模實現(xiàn)是化學反應工程學的主要任務。 物理過程與化學過程相互影響 ， 相互滲透 ， 有可能導致工業(yè)反應器內(nèi)的反應結果與實驗室規(guī)模大相徑庭 。但是流體流動 、 傳質(zhì) 、 傳熱過程會影響實際反應場所的溫度和參與反應的各組分濃度在空間上的分布 ， 最終影響到反應的結果 。 ? 二 、 按操作方式分類 ， 分為 ? 1 ． 間歇操作 ， 是指一批物料投入反應器后 ， 經(jīng)過一定時間的反應再取出的操作方法 。 ? 2． 絕熱反應器 ， 反應器與外界沒有熱量交換 ， 全部反應熱效應使物料升溫或降溫 。 數(shù)學模型法 ? 1． 建立簡化物理模型 ? 對復雜客觀實體 ， 在深入了解基礎上 ， 進行合理簡化 ， 設想一個物理過程 (模型 )代替實際過程 。 第一章 均相單一反應動力學和理想反應器 化學反應式 ? 反應物經(jīng)化學反應生成產(chǎn)物的過程用定量關系式予以描述時 ,該定量關系式稱為化學反應式 : ?? ??? ???? SRBA srba化學反應計量式 ? 化學反應計量式（化學反應計量方程） ? 是一個方程式，允許按方程式的運算規(guī)則進行運算，如將各相移至等號的同一側。 322 2 S OO2 S O ??322 SOO21SO ??反應程度（反應進度） ? 引入“反應程度”來描述反應進行的深度。 ? 反應進行到某時刻，體系中各組分的摩爾數(shù)與反應程度的關系為： ?? II0I ?? nn轉(zhuǎn)化率 ? 目前普遍使用著眼組分 A的轉(zhuǎn)化率來描述一個化學反應進行的程度。大量實驗表明，均相反應的速率是反應物系組成、溫度和壓力的函數(shù)。 ? 對于體系中只進行一個不可逆反應的過程， ? 式中： cA， cB： A， B組分的濃度 3 ? kc為以濃度表示的反應速率常數(shù)，隨反應級數(shù)的不同有不同的因次。mol1]，從化學反應工程的角度看，活化能反映了反應速率對溫度變化的敏感程度。對于非基元反應， m， n多數(shù)為實驗測得的經(jīng)驗值，可以是整數(shù)，小數(shù)，甚至是負數(shù)。除一級反應外，反應的半衰期是初始濃度的函數(shù)。 積分法 ? (1)首先根據(jù)對該反應的初步認識，先 假設 一個不可逆反應動力學方程，如 (rA)=kf39。 否則重新假設另一動力學方程 ， 再重復上述步驟 ， 直到得到直線為止 。 ????????? ?TREkkekk RTE 1lnln00? 例 11 等溫條件下進行醋酸 (A)和丁醇 (B)的醋化反應： ? CH3COOH+C4H9OH=CH3COOC4H9+H2O ? 醋酸和丁醇的初始濃度分別為 。所以反應速率方程為： ? ? nnm ckckctcr AABAAdd ??????? 將實驗數(shù)據(jù)分別按 0、 1和 2級處理并得到tf(cA)的關系 t / hr cAcA0 cA????????0AAlncc?????????0AA11cc0 33 2 0 0 01 16 8 16 3 6 72 9 8 24 42 05 9 27 3 2 24 5 68 63 96 6 36 6 2 70 7 98 34 87 9 45 2 5 16 0 33 7 55 79 2 54 0 5 63 0 92 26 72 3 60 8 6 03 0 15 77 64 9 68 3 3 47 0 76 18 59 2 73 9 8 82 0 93 2? 從圖可知 ， 以 ? 對 t作圖為一直線 ， 則說明 n=2是正確的 ，故該反應對醋酸為二級反應 ， 從直線的斜率可以求得在此溫度下包含丁醇濃度的 k’值 。將這組數(shù)據(jù)以時間 t為橫坐標，反應物濃度 cA為縱坐標直接作圖。 ??????? tcddln A Alnc化學反應器設計基礎 ? 物料衡算方程 物料衡算所針對的具體體系稱體積元。在這個體積元中對關鍵組分 A進行物料衡算。指反應物料進行反應達到所要求的反應程度或轉(zhuǎn)化率所需時間，其中不包括裝料、卸料、升溫、