溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響(存儲(chǔ)版)
【正文】 程含有多個(gè)生產(chǎn)工序，往往其中許多工序都有化學(xué)反應(yīng)器，它們的設(shè)計(jì)參數(shù)相互有機(jī)地聯(lián)系。 化學(xué)反應(yīng)器是為了進(jìn)行指定產(chǎn)品生產(chǎn)及其原料制備過(guò)程的反應(yīng)設(shè)備，必須對(duì)所面向的產(chǎn)品的化學(xué)特征和現(xiàn)有生產(chǎn)方法、流程及操作條件等工藝內(nèi)容有足夠的認(rèn)識(shí)。但應(yīng)注意，溫度低必然使反應(yīng)速率變慢，致使反應(yīng)器的生產(chǎn)能力下降。 ② 如果目的產(chǎn)物為 A3，情況就復(fù)雜得多。 實(shí)際情況： 開(kāi)始 T 較低， X也較低； 后期 T 較高， X也較高 正好相反，如何解決？ （ 2）解決辦法 : a、 前期快速升溫。可通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定和理論計(jì)算得到。同時(shí)，也應(yīng)考慮一些因素的限制。對(duì)不可逆吸熱反應(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。 Fe2O3的熔點(diǎn) 1560 ℃ ， FeO的熔點(diǎn)1377 ℃ 。 ?yKyK????????? )( )(112yfKyfy?? 溫度較低時(shí)，由于 數(shù)值較大， 1，此時(shí)，溫度 對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)的影響要大于對(duì) 的影響，總的結(jié)果，溫度升高，反應(yīng)速率提高。 (3) 最佳溫度曲線(xiàn)計(jì)算 對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，如果沒(méi)有副反應(yīng)，則最佳溫度曲線(xiàn)可由動(dòng)力學(xué)方程用一般求極值的方法求出。 b、邊反應(yīng)，邊移熱。由圖可見(jiàn)，轉(zhuǎn)化率一定時(shí)， A3的收率 Y3總是隨 k2/k1值的增加而減少。 思考題 1 下列平行反應(yīng)，在其它條件不變的情況下，如可選擇反應(yīng)溫度？ )4 0 0 0 0e x p ()8 0 0 0 0e x p ()(20210121TRkkTRkkMALAggkk????? ??? ?? 主反應(yīng)思考題 2 下列連串反應(yīng)，在其它條件不變的情況下，試討論L和 M分別為主產(chǎn)物時(shí)，如可選擇反應(yīng)溫度？ )90000ex p ()50000ex p (20210121TRkkTRkkMLAggkk????? ??? ?? 反應(yīng)器設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及基本設(shè)計(jì)方程 （ 1）根據(jù)反應(yīng)過(guò)程的化學(xué)基礎(chǔ)和生產(chǎn)工藝的基本要求，進(jìn)行反應(yīng)器的選型設(shè)計(jì)。 （ 3）研究工作者所進(jìn)行的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究大多是本征動(dòng)力學(xué)，缺少反應(yīng)器設(shè)計(jì)需要的宏觀動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)。一方面是在確定的生產(chǎn)任務(wù)條件下，即已知原料量、原料組成和對(duì)產(chǎn)品要求，通過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算，確定反應(yīng)器的工藝尺寸，即反應(yīng)器的直徑、高度等。 2) 熱量衡算方程式 熱量衡算以能量守恒與轉(zhuǎn)化定律為基礎(chǔ)。對(duì)于反應(yīng)器中物料濃度沿長(zhǎng)度具有分布的反應(yīng)器，應(yīng)選取反應(yīng)器微元體積，假定在這些微元體積中濃度和溫度均勻，對(duì)該微元作物料衡算，將這些微元加和起來(lái)，成為整個(gè)反應(yīng)器。 2）生產(chǎn)工藝及反應(yīng)器的設(shè)計(jì)參數(shù) 化學(xué)反應(yīng)器雖是過(guò)程工業(yè)眾多裝置中的主要裝置，但設(shè)計(jì)和操作要從屬于多尺度、多層次的整個(gè)工業(yè)過(guò)程大系統(tǒng)的要求。 （ 6）開(kāi)發(fā)新型反應(yīng)器。若 E1E2 ，情況相反，在低溫下操作可獲得較高的 A3的收率， A4的收率則較低。因?yàn)樯叻磻?yīng)溫度， k1和 k2都增大。 最佳溫度曲線(xiàn) Optimal temperature profile: 轉(zhuǎn)化率 最佳溫度 最佳溫度 轉(zhuǎn)化率 3）最佳溫度的實(shí)現(xiàn) （ 1）問(wèn)題的提出：由 Toe曲線(xiàn)可知： X低時(shí)， T應(yīng)高； X高時(shí)， T應(yīng)低。 2）可逆放熱單反應(yīng)的最佳溫度曲線(xiàn) (1) 最佳溫度曲線(xiàn) 由相應(yīng)于 各轉(zhuǎn)化率的最佳
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