制藥反應(yīng)設(shè)備工藝計(jì)算(編輯修改稿)
2025-01-31 05:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)間的計(jì)算 2. 反應(yīng)總?cè)莘e的計(jì)算 3. 釜式反應(yīng)器的臺(tái)數(shù)及單釜容積的確定 間歇式反應(yīng)器的工藝計(jì)算 26 Pharmaceutical Engineering 攪拌良好的間歇釜式反應(yīng)器可視為理想混合反應(yīng)器 ， 其 物料衡算 具有以下特點(diǎn)： (1) 由于反應(yīng)器內(nèi)濃度 、 溫度均一 ， 不隨位置而變 ， 故可對(duì)整個(gè)反應(yīng)器有效容積 (反應(yīng)體積 )進(jìn)行物料衡算 。 (2) 由于間歇操作 ， 式 (615)中的輸入量和輸出量均為零 ， 因而得到間歇釜式反應(yīng)器的 物料衡算式 為 (618) 的積累量的消耗量 AA ?? 1. 反應(yīng)時(shí)間的計(jì)算 27 Pharmaceutical Engineering (619) 即 則 積分得 (620) 式中 xAf—— 反應(yīng)終止時(shí)反應(yīng)物 A的轉(zhuǎn)化率 。 ARA dndVr ???A0ARA dxndVr ??RAA0AVrdxnd ????? Afx 0 RAA0A Vrdxn 的積累量的消耗量 AA ?? 28 Pharmaceutical Engineering 在等容情況下 ， VR保持不變 ， 故式 (620)中的 VR可移至積分號(hào)外 ， 則 (621) 上式表明 ， 達(dá)到一定轉(zhuǎn)化率所需要的 反應(yīng)時(shí)間僅與反應(yīng)物的初始濃度和化學(xué)反應(yīng)速度有關(guān) ， 而與 物料的處理量無關(guān) 。 因此 ， 若能保證放大后的裝置在攪拌和傳熱兩方面均與提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)的裝置完全相同 ， 就可以簡(jiǎn)單地計(jì)算出大生產(chǎn)裝置的尺寸 ， 實(shí)現(xiàn)高倍數(shù)的放大 。 ? ???? Af Afx 0 x 0 AA0AAAR0ArdxCrdxVn 29 Pharmaceutical Engineering 對(duì)于 零級(jí)反應(yīng) ， 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式為 (622) 代入式 (621)得 對(duì)于等溫過程 ， k為常數(shù) ， 故 (623) kr A ???? Afx 0 A0A kdxCkxCdxkC Af0Ax 0 A0A Af ??? ? 30 Pharmaceutical Engineering 對(duì)于 一級(jí)反應(yīng) ， 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式為 (624) 對(duì)于等容過程 ， 將式 (68)代入上式得 (625) 代入式 (621)得 (626) AA kCr ?)x1(kCr A0AA ??Afx 0 AAx 0 A0AA0A x11lnk1)x1(dxk1)x1(kCdxC AfAf??????? ?? 31 Pharmaceutical Engineering 類似地 ， 將 二級(jí)反應(yīng) 的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式 代入式 (621)得 (627) 如果反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程比較復(fù)雜 ， 往往不易求得解析解 ， 此時(shí)可采用 圖解積分法 或 數(shù)值積分法 求得近似解 。 2A2 0AA )x1(kCr ??? ??? Afx 0 2A20AA0A )x1(kCdxC? ???? Afx 0 Af0AAf2AA0A )x1(kCx)x1(dxkC1 32 Pharmaceutical Engineering 釜式反應(yīng)器間歇操作時(shí) ， 每處理 一批物料 都需要一定的出料 、 清洗 、 加料等輔助操作時(shí)間 ,故處理一定量物料所需要的有效體積不僅與反應(yīng)時(shí)間有關(guān) ,而且與輔助操作時(shí)間有關(guān) 。 (628) 式中 VR— 反應(yīng)器的 有效容積 或反應(yīng)體積 ， 即物料所占有的體積 ， m3； Vh— 每小時(shí)所需處理的物料體積， m3?h1； ?— 達(dá)到規(guī)定轉(zhuǎn)化率所需要的反應(yīng)時(shí)間,h。??— 輔助操作時(shí)間 ,s或 h。 )(VV 39。hR ???? 2. 反應(yīng)器總?cè)莘e的計(jì)算 33 Pharmaceutical Engineering 反應(yīng)器總?cè)莘e VT,考慮 裝料系數(shù) ?。 (629) 裝料系數(shù) ?一般為 ~。 對(duì)于不起泡 、 不沸騰的物料 ， ?可取 ~；對(duì)于起泡或沸騰的物料 ， ?可取 ~。 ?? RTVV 34 Pharmaceutical Engineering 在攪拌良好的間歇釜式反應(yīng)器 當(dāng)丁醇過量時(shí) ， 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程式為 式中 CA為 乙酸濃度 ， kmol?m3。 已知 反應(yīng)速度常數(shù) k為 ?kmol1?h1， 投料摩爾比為乙酸：丁醇 =1：， 反應(yīng)前后物料的密度為 750kg?m3， 乙酸 、 丁
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