溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響-免費(fèi)閱讀
【正文】 某組分流入量 某組分流出量 某組分反應(yīng)消耗量 某組分累積量 ＝ ﹢ ﹢ 反應(yīng)器 反應(yīng)單元 流入量 流出量 反應(yīng)量 累積量 間歇式 整個(gè)反應(yīng)器 0 0 √ √ 平推流 (穩(wěn)態(tài) ) 微元長(zhǎng)度 √ √ √ 0 全混釜 (穩(wěn)態(tài) ) 整個(gè)反應(yīng)器 √ √ √ 0 非穩(wěn)態(tài) √ √ √ √ 說(shuō)明 A、對(duì)單一反應(yīng)，由于獨(dú)立反應(yīng)組分?jǐn)?shù)是 1個(gè)，只要知道任一反應(yīng)組分的濃度，即可求出其他組分的濃度，因此物料衡算式是 1個(gè)。 3）安全生產(chǎn)技術(shù) 有一項(xiàng)十分重要的技術(shù)，即安全生產(chǎn)技術(shù)，主要是防爆、防泄漏、防污染， 防 壓力設(shè)備 系統(tǒng)因超壓導(dǎo)致爆炸，以及加工不良導(dǎo)致可燃、有毒氣體逸出。 1）化學(xué)基礎(chǔ) （ 1）應(yīng)掌握化學(xué)及催化劑研究工作者所獲有關(guān)反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，催化劑對(duì)主、副反應(yīng)的促進(jìn)及抑制能力，對(duì)反應(yīng)溫度、原料組成、壓力、空速的要求和在一定條件下能獲得的轉(zhuǎn)化率、選擇率和收率的研究成果。這將結(jié)合具體反應(yīng)器來(lái)進(jìn)行討論。若反應(yīng)在等容下進(jìn)行，反應(yīng)速率可以 dc/dt表示，經(jīng)過(guò)推導(dǎo)，可得出組分 A3的收率 Y3與組分 A1的轉(zhuǎn)化率 x1及反應(yīng)速率常數(shù)之比值 k2/k1的函數(shù)，如圖 14所示。 b、反應(yīng)過(guò)程中后期不斷移熱。 (2) 最佳溫度曲線的測(cè)定 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定不同轉(zhuǎn)化率時(shí)rA~T曲線圖。 ?yKyK????????? )( )(112yfKyfy?例如，天然氣的蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng) 是可逆吸熱反應(yīng)，提高溫度有利于提高反應(yīng)速率并提高甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率，但考慮到設(shè)備材質(zhì)等條件限制，一般轉(zhuǎn)化爐內(nèi)溫度小于 800850℃ 。 （ 2) 不可逆放熱反應(yīng) 當(dāng)溫度升高時(shí)， k會(huì)增大， 反應(yīng)速率也相應(yīng)增大。 由于反應(yīng)速率常數(shù)隨溫度的升高而升高，因此，無(wú)論是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)，都應(yīng)該在盡可能高的溫度下進(jìn)行，以獲得較大的反應(yīng)速率，但在實(shí)際生產(chǎn)中，要考慮以下問(wèn)題： a）溫度過(guò)高，催化劑活性下降或失活； b）設(shè)備材質(zhì)的選取 c）熱能的供應(yīng) d）伴有副反應(yīng)時(shí)，會(huì)影響反應(yīng)的選擇性 例 1 硫鐵礦的焙燒反應(yīng)： 4FeS2 +11O2 = 2Fe2O3+8SO2 是一個(gè)不可逆的放熱反應(yīng)，實(shí)際上 FeS2高于 400℃ 就開(kāi)始分解，溫度越高反應(yīng)速率越快，工業(yè)上一般在 850950 ℃ 之間操作，反應(yīng)器爐內(nèi)襯耐火磚，但溫度再高會(huì)使燒渣熔化，物料熔結(jié)會(huì)影響正常操作。 224 HCOOHCH ???（ 4）可逆放熱反應(yīng) ???????????????? ????)()(1)()()(1)()()(12111122112211 yfKyfyfkyfkyfkyfkyfkyfkryA ?隨溫度的升高， k1升高， 降低， 降低， 也降低 總的結(jié)果，反應(yīng)速率受兩種相互矛盾的因素影響。 如圖（ 1－ 3），將各轉(zhuǎn)化率的最佳溫度連接起來(lái)，即為最佳溫度曲線，如圖中的虛線。 （ 3）實(shí)施方案： a、分段反應(yīng)，段間換熱。 其中每一曲線相應(yīng)于一定的 k2/k1值。以上所述，系針對(duì)一級(jí)不可逆反應(yīng)，對(duì)于非一級(jí)不可逆反應(yīng)，也可作類似的分析，但數(shù)學(xué)處理較難。 （ 2）應(yīng)掌握反應(yīng)過(guò)程的熱力學(xué)數(shù)據(jù)和黏度、導(dǎo)熱系數(shù)及擴(kuò)散系數(shù)等物性數(shù)據(jù)。 反應(yīng)器的工藝設(shè)計(jì)包括兩個(gè)方面。 B、對(duì)復(fù)合反應(yīng)體系，獨(dú)立反應(yīng)組分?jǐn)?shù)大于 1，因此物料衡算式也大于 1，組成方程組求解。對(duì)反應(yīng)器或?qū)Ψ磻?yīng)器微元體積進(jìn)行某反應(yīng)組分的物料衡算。 工業(yè)過(guò)程有關(guān)規(guī)模、選址、采用的原料和主要生產(chǎn)工藝須首先經(jīng)項(xiàng)目論證，由政府主管部門根據(jù)國(guó)家建設(shè)和科學(xué)發(fā)展觀的經(jīng)濟(jì)需要來(lái)批準(zhǔn)，其次，要根據(jù)投資、原料消耗、能量消耗和回收等方面的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保安全方面的要求來(lái)考慮，確定整個(gè)生產(chǎn)工藝中各有關(guān)工序的流程、裝備和主要操作條件，大型工業(yè)過(guò)
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