【文章內(nèi)容簡介】 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 。 而丁醇的反應級數(shù) m可以用保持醋酸濃度不變的方法求得 ， 二者結(jié)合可以求得反應在此溫度下的速率常數(shù) k。 ???????? ?0AA11cc微分法 ? 微分法是根據(jù)不同實驗條件下在間歇反應器中測得的數(shù)據(jù) cAt直接進行處理得到動力學關(guān)系的方法。 ? 在等溫下實驗，得到反應器中不同時間反應物濃度的數(shù)據(jù)。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。 ? 將圖上的實驗點連成光滑曲線（要求反映出動力學規(guī)律，而不必通過每一個點），用測量各點斜率的方法進行數(shù)值或圖解微分，得到若干對不同 t時刻的反應速率 數(shù)據(jù)。再將不可逆反應速率方程如 線性化，兩邊取對數(shù)得： tcdd A?nkctc AAdd ??AA lnlnddln ktc ???????? ?? 以 對 作圖得到直線 ? 其斜率為反應級數(shù) n，截距為 lnk，以此求得n和 k值。 ? 微分法的優(yōu)點在于可以得到非整數(shù)的反應級數(shù)，缺點在于圖上微分時可能出現(xiàn)的人為誤差比較大。 ??????? tcddln A Alnc化學反應器設(shè)計基礎(chǔ) ? 物料衡算方程 物料衡算所針對的具體體系稱體積元。體積元有確定的邊界，由這些邊界圍住的體積稱為系統(tǒng)體積。在這個體積元中，物料溫度、濃度必須是均勻的。在滿足這個條件的前提下盡可能使這個體積元體積更大。在這個體積元中對關(guān)鍵組分 A進行物料衡算。 ? 用符號表示： ? 更普遍地說，對于體積元內(nèi)的任何物料，進入、排出、反應、積累量的代數(shù)和為 0。 ? 不同的反應器和操作方式，某些項可能為 0。 ??????????????????????????????????????????????? ???? 1b1r1out1in sm o lAsm o lAsm o lAsm o lA FFFF 量的積累元中物料單位時間內(nèi)體積量物料元中反應消失的單位時間內(nèi)體積量體積元的物料單位時間排出量體積元的物料單位時間進入broutin FFFF ???幾個時間概念 ? (1)反應持續(xù)時間 tr 簡稱為反應時間，用于間歇反應器。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、降溫等非反應的輔助時間。 ? (2)停留時間 t和平均停留時間 停留時間又稱接觸時間，用于連續(xù)流動反應器，指流體微元從反應器入口到出口經(jīng)歷的時間。 t? (3)空間時間 τ 其定義為反應器有效容積VR與流體特征體積流率 V0之比值。即 ? 空間時間是一個人為規(guī)定的參量，它表示處理在進口條件下一個反應器體積的流體所需要的時間。 ? 空間時間不是停留時間 0RVV??? (4)空間速度 SV ? 有空速和標準空速之分?？账俚囊话愣x為在單位時間內(nèi)投入單位有效反應器容積內(nèi)的物料體積。即： ? 標準空速定義為： 1R0V h??VVS1RNOV h??VVS理想反應器 ? 在工業(yè)上化學反應必然要在某種設(shè)備內(nèi)進行 ， 這種設(shè)備就是反應器 。 根據(jù)各種化學反應的不同特性 ， 反應器的形式和操作方式有很大差異 。 ? 從本質(zhì)上講 ， 反應器的形式并不會影響化學反應動力學特性 。 但是物料在不同類型的反應器中流動情況是不同的 。 簡單混合與返混 若相互混合的物料是在相同的時間進入反應器的，具有相同的反應程度，混合后的物料必然與混合前的物料完全相同。這種發(fā)生在停留時間相同的物料之間的均勻化過程，稱之為簡單混合。 如果發(fā)生混合前的物料在反應器內(nèi)停留時間不同，反應程度就不同，組成也不會相同?；旌现蟮奈锪辖M成與混合前必然不同，反應速率也會隨之發(fā)生變化，這種發(fā)生在停留時間不同的物料之間的均勻化過程，稱之為返混。 ? 按物料在反應器內(nèi)返混情況作為反應器分類的依據(jù)將能更好的反映出其本質(zhì)上的差異。 ? 按返混情況不同反應器被分為以下四種類型 間歇反應器 ? 間歇操作的充分攪拌槽式反應器（簡稱間歇反應器）。在反應器中物料被充分混合，但由于所有物料均為同一時間進入的，物料之間的混合過程屬于簡單混合，不存在返混。 平推流反應器 ? 理想置換反應器（又稱平推流反應器或活塞流反應器）。在連續(xù)流動的反應器內(nèi)物料允許作徑向混合（屬于簡單混合）但不存在軸向混合（即無返混）。典型例子是物料在管內(nèi)流速較快的管式反應器。 全混流反應器 ? 連續(xù)操作的充分攪拌槽型反應器（簡稱全混流反應器）。在這類反應器中物料返混達最大值。 非理想流反應器 ? 非理想流反應器。物料在這類反應器中存在一定的返混，即物料返混程度介于平推流反應器及全混流反應器之間。 間歇反應器 ? 反應物料一次投入反應器內(nèi)，在反應過程中不再向反應器內(nèi)投料，也不向外排出，待反應達到要求的轉(zhuǎn)化率后，再全部放出反應物料。反應器內(nèi)的物料在攪拌的作用下其參數(shù)（溫度及濃度）各處均一。 間歇反應器特點 ① 由于劇烈攪拌、混合，反應器內(nèi)有效空間中各位置的物料溫度、濃度都相同；②由于一次加料，一次出料，反應過程中沒有加料、出料，所有物料在反應器中停留時間相同，不存在不同停留時間物料的混合，即無返混現(xiàn)象；③出料組成與反應器內(nèi)物料的最終組成相同；④為間歇操作，有輔助生產(chǎn)時間。一個生產(chǎn)周期應包括反應時間、加料時間、出料時間、清洗時間、加熱（或冷卻）時間等。 間歇反應器設(shè)計方程 ? 反應器有效容積中物料溫度、濃度相同，故選擇整個有效容積 V’R作為衡算體系。在