反應(yīng)工程課件第三章(1)-資料下載頁(yè)
2024-09-20 20:42本頁(yè)面
【正文】 ?討論： A、級(jí)數(shù)越多，最終轉(zhuǎn)化率越高； B、在處理量一定時(shí)，各級(jí)反應(yīng)體積越大，最終 轉(zhuǎn)化率也越高。 ]1)1(1[]1)1(1[11001????????mAmRiRmAmxkmVmVmVVxk??0VV Rii ???? ???m1i im k111 ）（?? A 圖解法適用于給定轉(zhuǎn)化率和處理量后選定釜的個(gè)數(shù)和釜的體積。用這種方法可以省去試差的麻煩。應(yīng)該說(shuō)明的是這種方法僅適用反應(yīng)速率最終可以用單一組分表達(dá)的反應(yīng)。 圖解步驟： (1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù) (動(dòng)力學(xué)方程 )，做操作溫度下的 rA～ CA(或xA)關(guān)系曲線圖 1。 (2）在圖 1上作相應(yīng)溫度下第 i釜的 rAi～ CAi操作線： AiAiAiRiAiAirCCVVCkfr)()(10 ????1111( ) ( )A i A i A i A i A iiir C C C C????? ? ? ? ?4) 多級(jí)全混流反應(yīng)器串聯(lián)的圖解計(jì)算 r A r A ～ C A C A 3 C A2 C A1 C A0 C A 圖 2 多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器圖解計(jì)算 (3）從 CA0點(diǎn)出發(fā)作斜率為 的直線，直線與速率曲線的交點(diǎn)的橫座標(biāo)為第一釜的出口濃度 CA1，交點(diǎn)的縱座標(biāo)第一釜的反應(yīng)速率 rA1。 (4）從 CA1點(diǎn)出發(fā)作斜率為 的直線，直線與速率曲線的交點(diǎn)的橫座標(biāo)為第二釜的出口濃度 CA2，交點(diǎn)的縱座標(biāo)第一釜的反應(yīng)速率 rA2。 (5）這樣一直作到要求達(dá)到的出口濃度，有幾個(gè)梯級(jí)就表示需要幾個(gè)釜串聯(lián)使用。 i?1? r A r A ～ C A C A 3 C A2 C A1 C A0 C A 圖 2 多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器圖解計(jì)算 i?1?說(shuō)明 （ 1）若各釜體積相同，則圖上各操作線平行。若各釜體積不同，圖上各操作線的斜率也不同。 1111( ) ( )A i A i A i A i A iiir C C C C????? ? ? ? ?0VV Rii ??(2)若各釜反應(yīng)溫度相同，則公用一條動(dòng)力學(xué)曲線，若各釜 反應(yīng)溫度不同，則需要作出不同溫度下的動(dòng)力學(xué)曲線。 1/rA 面積 = τ CA 3 CA2 CA1 CA0 CA 圖 3 多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器空時(shí) (3)對(duì)于多釜串聯(lián)，若追求整體反應(yīng)器體積最小，應(yīng)增加反應(yīng)器的個(gè)數(shù)，但反應(yīng)器體積最小是有限的，即使反應(yīng)釜的個(gè)數(shù)趨于無(wú)窮，反應(yīng)釜的總體積最小為速率倒數(shù)曲線、起始濃度、最終濃度、和橫座標(biāo)圍成的面積（見(jiàn)下圖中綠影部分）與進(jìn)料體積流量的乘積。 fAAfAR rCCVV)()( 00 ??5) 多級(jí)全混流反應(yīng)器串聯(lián)的優(yōu)化 最小取最佳值時(shí)，確定后，當(dāng)需要合理選擇級(jí)數(shù)推動(dòng)力變復(fù)雜，但設(shè)備、流程、控制推動(dòng)力相同時(shí)，當(dāng)RAiAiRAiRAfAVxxfVmmrmmxmfVxxV),(),(,00??????????AiAiAiARi rxxCVV )( 100 ???]1)1(1[]1)1(1[11001????????mAmRiRmAmxkmVmVmVVxk?? (1)一級(jí)不可逆反應(yīng) 條件： m級(jí)全混流反應(yīng)器串聯(lián)；各釜溫度相同。 )11111()1()()1()()()(111121210101100100100100AmAmAmAiAiAiAiAiAiAAAAAAmiRiRAiAiAiAiAAiAiAiAAiAiAAiAiAiARixxxxxxxxxxxxxxxkVVVxkxxVxkCxxCVkCxxCVrxxCVV????????????????????????????????????????0???AiRxV 0]11)1(1[11)39。1()1(1)1()()1()1(1)39。1(121011121211??????????????????????????????????AiAiAiAiRAiAiAiAiAiAiAiAiAiAiAiAiAixxxkVxVxxxxxxxxxxxxx11121111111)1(1?????????????AiAiAiAiAiAiAixxxxxxx)11111(111121210101AmAmAmAiAiAiAiAiAiAAAAAAmiRiRxxxxxxxxxxxxxxxkVVV??????????????????????????0???AiRxV 11101011111)1()()1()(11111111???????????????????????????RiRiAiAiAiAiAiAiAiAiAiAiAiAiAiAiAiAiVVxkxxVxkxxVxxxxxxxxxx 由此可見(jiàn)多級(jí)串聯(lián)的全混流反應(yīng)器中進(jìn)行一級(jí)不可逆反應(yīng)時(shí)，各級(jí)體積相同時(shí)總反應(yīng)體積最小 AiAiAiARi rxxCVV )( 100 ??? (2）二級(jí)不可逆反應(yīng) 總體積各為多少？情況下反應(yīng)器的聯(lián)總體積最小，這兩種）兩個(gè)全混流反應(yīng)器串（流反應(yīng)器串聯(lián)，）兩個(gè)體積相同的全混。試求（轉(zhuǎn)化率為的等溫條件下進(jìn)行，反應(yīng)維持在濃度為反應(yīng)物，加料速率為速率常數(shù)速率按等摩爾數(shù)配比，反應(yīng)與反應(yīng)物中應(yīng)器中進(jìn)行液相反應(yīng)：在兩級(jí)串連全混流反思考題題225/,/)./(,103332ACmk m o lsmsk m o lmkkCCkCrBAPBAABAA????? 3132212001001120222012002120010021)()1()(,0)1()()1()(1mVVmxkCxxCVVxxxxkCxxCVxkCxxCVVVRRAAAAARAAAAAAAAAAAAARR????????????????????故總反應(yīng)體積解得：反應(yīng)器串聯(lián)）兩個(gè)等體積的全混流解：（AiAiAiARi rxxCVV )( 100 ???分析 321322220120023221200100111212110021)8 7 ()7 0 7 (2 7 )1()()7 0 (7 0 7 )1()(7 0 0])8 7 (8 7 )1([2mVVVmxkCxxCVVmxkCxxCVVxxVxxxkCVVVVRRRAAAAARAAAAARAARAAAARRR?????????????????????????????????故總反應(yīng)體積解得：令：聯(lián)總體積最?。﹥蓚€(gè)全混流反應(yīng)器串（ 又為多少？混流反應(yīng)器中進(jìn)行時(shí)，）在兩個(gè)等體積串聯(lián)全（應(yīng)為多少？行時(shí)，）在全混流反應(yīng)器中進(jìn)（。問(wèn)：需要反應(yīng)時(shí)間中達(dá)到在間歇反應(yīng)已知：某二級(jí)液相反應(yīng)思考題mm0021m i n10,2??????xCCCBA
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