[工學(xué)]第八章典型反應(yīng)器(編輯修改稿)
2025-02-12 05:14 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 xckt 0?Axkt ?? 1 1ln)1(0 AAAxcxkt??五 、 BSTR與 PFR比較 （ 1） 停留時(shí)間的表達(dá)式相同； （ 2） 物料操作方程形式類(lèi)似； （ 3） 反應(yīng)器內(nèi)物料濃度 、 反應(yīng)速度 、 轉(zhuǎn)化率變遷過(guò)程相同 （ 變遷史相同 ） ， 反應(yīng)推動(dòng)力一致 。 BSTR PFR 混合程度 =∞ 混合程度 =0 非穩(wěn)態(tài)過(guò)程 穩(wěn)態(tài)過(guò)程 （ 諸參數(shù)隨時(shí)間變化 ） （ 諸參數(shù)隨空間變化 ） 點(diǎn) 例 83：己二酸 (A)與己二醇 (B)以等物質(zhì)的量比 ， 在 343K時(shí)進(jìn)行縮聚反應(yīng)生產(chǎn)醇酸樹(shù)脂 。 由實(shí)驗(yàn)測(cè)得其反應(yīng)速率方程式為rA=kcAcB， cA=cB， 在 343K時(shí) ， k=。 A的分子量為 146， A的起始濃度 cA0=4 。 若每天處理 2400kg己二酸 ， 己二酸的轉(zhuǎn)化率為 80%和 90%時(shí) ， 試計(jì)算使用理想管式反應(yīng)器所需的容積 。 并與間歇釜式反應(yīng)器進(jìn)行比較 。 解：根據(jù)平推流反應(yīng)器中二級(jí)反應(yīng)的公式： ? ?0 1AfA A fxk c x? ? ? ? ?0 . 8 00 . 1 1 8 2 4 1 0 . 8 0? ? ? ??? ?312400 0 .1 7 12 4 1 4 6 4Vq m h ?? ? ???? ?30 .1 7 1 8 .4 6 1 .4 5RVV q m?? ? ? ? ?t VR VT 轉(zhuǎn)化率 80% 間歇反應(yīng)釜 理 想 管 式 轉(zhuǎn)化率 90% 間歇反應(yīng)釜 理 想 管 式 ? 兩類(lèi)反應(yīng)器所需容積： VR間 ＞ VR平 。 ? 間歇反應(yīng)器有輔助時(shí)間和裝料系數(shù)的影響。 例 84 ：已知某均相反應(yīng) ， 反應(yīng)速率 rA= ，cA0=m3 ， 物料密度 ρ=750kgm3 ， 加料速率為qv= 103m3min1， 反應(yīng)在等溫下進(jìn)行 ， 試計(jì)算串聯(lián)兩個(gè) ？ 解：物料分別流經(jīng)兩個(gè)活塞流反應(yīng)器的 空間時(shí)間 為： 對(duì)于二級(jí)反應(yīng) ， 物料流經(jīng)第一個(gè)活塞流反應(yīng)器后 ，轉(zhuǎn)化率 xA1為： 第四節(jié) 全混流反應(yīng)器 一、全混流 特點(diǎn) ： ※ 反應(yīng)器內(nèi)物料的參數(shù)處處均勻 ， 且等于流出物料的參數(shù)； ※ 但物料質(zhì)點(diǎn)在反應(yīng)器中停留的時(shí)間各不相同 ， 即形了成停留時(shí)間分布； ※ 物料連續(xù)地流入和流出反應(yīng)器 ， 操作為定態(tài)過(guò)程 。 ※ 是指連續(xù)穩(wěn)定流入反應(yīng)器的物料在強(qiáng)烈的攪拌下與反應(yīng)器中的物料瞬間達(dá)到完全混合，又稱(chēng)理想混合流。 二 、 物料流動(dòng)狀況 1. 反應(yīng)器內(nèi)的混合程度 =∞ 任一位置上的 c, x, (rA), T都相同 2. 連續(xù)加料又高速攪拌 反應(yīng)器內(nèi)各參數(shù) c, x, (rA), T等都定值 3. 高速攪拌 ， 連續(xù)出料 出料的各參數(shù) c, x, (rA), T等都與反應(yīng)器內(nèi)相同 4. 物料在反應(yīng)器內(nèi)停留時(shí)間從 0~∞都存在 不同停留時(shí)間的物料在反應(yīng)器中混合得很好 ? 返混：不同停留時(shí)間物料間的混合 ? 混合：物料在空間幾何位置上的混合 ? BSTR 混合 =∞ 返混 =0 ? PFR 混合 =0 返混 =0 ? CSTR 混合 =∞ 返混 =∞ ? CSTR， 它是一個(gè)混合均勻 ， 返混嚴(yán)重的穩(wěn)態(tài)過(guò)程 。 三、物料衡算 在等溫 、 定態(tài)條件下對(duì)全混流反應(yīng)器中反應(yīng)物 A進(jìn)行物料衡算： 設(shè)反應(yīng)過(guò)程中，物料體積不變 進(jìn)入量 =引出量 +反應(yīng)量 +累積量 RAAAVRAAAVRAAVAVVrxcqVrccqVrcqcq????????????????)()()(0)(000或：即：)()(:00AAAVRAAAVRrxcqVtorrccqVt????????整理得t為停留時(shí)間 ， 由于物料微粒在反應(yīng)器中停留時(shí)間不等 ， 故 t應(yīng)稱(chēng)為 平均停留時(shí)間 。 AAAnRAVRA rxqVCqVCt ????0,00可以推導(dǎo)出：間歇釜式反應(yīng)器和平推流反應(yīng)器的計(jì)算方程式都是微分形式；而全混流反應(yīng)器的計(jì)算式卻是一個(gè)代數(shù)方程 。 這是 因?yàn)?全混流反應(yīng)器內(nèi) ， 反應(yīng)物的溫度 、 濃度 、 轉(zhuǎn)化率 均不隨時(shí)間而變 (定態(tài)過(guò)程 )也不隨空間位置而變 (整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)是均勻的 )。 與間歇釜式反應(yīng)器和平推流反應(yīng)器比較 ， 為完成同樣的反應(yīng)任務(wù) (即流量相等 ， 反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率相等 )， 全混流反應(yīng)器所需的空間時(shí)間 遠(yuǎn)大于 間歇釜式反應(yīng)器和平推流反應(yīng)器所對(duì)應(yīng)的時(shí)間 。 AAfAC S T R rxct?? 0? ?? AfxAAB ST R rdxct00BSTR和 CSTR反應(yīng)時(shí)間的比較 平推流反應(yīng)器與全混流反應(yīng)器的比較 , 0 ,0A A fRV A fcxVqr? ??, 0 ,0A A fRV A fccVqr????例 84：己二酸 (A)與己二醇 (B)以等物質(zhì)的量比 ， 在 343K時(shí)進(jìn)行縮聚反應(yīng)生產(chǎn)醇酸樹(shù)脂 。 由實(shí)驗(yàn)測(cè)得
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