化學(xué)反應(yīng)器ppt課件(參考版)
2025-01-17 09:35本頁面
【正文】 選擇時須綜合考慮以上各種因素，確定反應(yīng)器類型和操作方法（ XA的高低、投料方式，是否循環(huán)、是否分段反應(yīng)、是否流化 …… 等） 作業(yè)： P45 （ 9， 10， 13） 051333125 。同時， 生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)物性質(zhì)、安全、經(jīng)濟等因素也不容忽視 。 四、反應(yīng)器的選擇和操作條件的確定 工業(yè)反應(yīng)器一般為流動反應(yīng)器，而流動引起的返混、傳熱、傳質(zhì)的變化都會影響化學(xué)反應(yīng)，這種影響的大小又取決于反應(yīng)本身的特點。 k1≈k2時 , t 最佳 介于前兩者之間。如圖 818 為提高對目的產(chǎn)物的選擇率 ,對于不情況采取不同措施： 1. ∵ βP ∝ CA ∴ 不 應(yīng)當(dāng) 采用全混流反應(yīng)器 。 5. 當(dāng) a1= a2 b1=b2時， β與 CA、 CB無關(guān)，應(yīng)設(shè)法 ↗ k1/k2，如改變溫度或加入 Cat等。 a1 a2， b1b2時，應(yīng) ↗ CA， ↘ CB：應(yīng)選用管式間歇釜或多級串聯(lián)釜， A： 一次投料， B： 滴加或分多股多處加入。分離出產(chǎn)物后，使反應(yīng)物返回反應(yīng)體系打循環(huán)，如合成氨： N2+3H2 2NH3 ??二、濃度對平行反應(yīng)的影響 優(yōu)化目的 — 提高 目的產(chǎn)物 的選擇率 為提高對目的產(chǎn)物的選擇率，對于不情況應(yīng)采取不同措施： a1 a2 b1b2時，應(yīng) ↗ CA和 CB：應(yīng)選管式反應(yīng)器和間歇釡，一次投料，在低 XA下反應(yīng)，分離產(chǎn)物后反應(yīng)物打循環(huán)。 , 如 : CO+H2O CO2+H2 可提高廉價原料的濃度 CH2O，以提高 xCO(e) ,則 (rA)提高。 167。見表 84： P42 作業(yè) P45（ 11） a、繪出動力學(xué)曲線 b、作操作線：從原點出發(fā)，作斜率為 (3)、求釜數(shù) N： 已知 k、 n或 xA(rA) 數(shù)據(jù)，及 。 c、據(jù)作操作線的斜率 iAtCk 0?iRii tvVt 0, ??求 例 9： (88)P40 根據(jù)例 85數(shù)據(jù)，求用四個等容積小釜串聯(lián)時的 VRT。 (等溫反應(yīng) ) a、作出動力學(xué)曲線 MN b、作 N條操作線：從原點出發(fā)，假設(shè)一斜率， 作 N條同斜率的操作線，使第 N條操作線與動力學(xué)線交點對應(yīng)的 xA≥xAN。 (兩操作線斜率可不同 )。故過 (xA1,0)和斜率 線平衡。 對第 i 釜有： 第 i釜的出口轉(zhuǎn)化率必須同時滿足上兩式 ,解此方程組 ,可在xA(rA)上繪出兩條線 ,兩線交點對應(yīng)的 xAi即為方程組的解 (1) 求 xAN： 已知 k、 n或 xA(rA) 數(shù)據(jù) (等溫反應(yīng) ) xA(rA) 動力學(xué)曲線 MN (截距為 0) ∴ 是過原點 , 斜率為 的直線 OP1,由交點可求 xA1。 例 7： 87(P39)，與例 85和 86比較 解 : 液相（定容二級反應(yīng)） 據(jù)上式： (而單釜 VR= m3) 34124 (3) 對于一級反應(yīng)，可得簡式： ∵ 一釜 : 二釜 : N釜： 即： 或： )1(110nnNnAANtkCC????)1(111ntnkNnAx?????例 8 某一級反應(yīng)在等溫 25℃ 三個等容積小釜中進行 , k=， CA0=1kmol/m3， XA3=，求各小釜的有效容積、總?cè)莘e以及各釜出口濃度。 對第 n釜有： 對第二釜有： ................................................................................. xAn— 第 n釜的出口轉(zhuǎn)化率 , 是從 1→n釜 , 逐釜升至 xAn的 , 第 n釜中的轉(zhuǎn)化率為 xAnxAn1，而不是 xAnxA0。整個反應(yīng)器存在一定程度的返混，各物料微團的 t停分布在 t`1→t`2區(qū)間內(nèi)。由于各小釜內(nèi) CA , (rA)不隨時間 t和位置變化，故每一個小釜就是一個全混流反應(yīng)器，所以 逐釜應(yīng)用全混流反應(yīng)器的設(shè)計方程 ，可求出每一個小釜的容積，則反應(yīng)器總?cè)莘e可求。 如圖： N 反映反應(yīng)器的返混程度，實際反應(yīng)器常用 N表示返混程度的大小。 xA↑， (VR)P↑， (VR)S↑，且 (VR)S↑比 (VR)P↑快得多 。但反應(yīng)速度低， 在相同 xA時所需 VR大 ，投資巨大，為克服此缺點， 設(shè)法使 CA逐步減小 ，即設(shè)法 用 N個小釜代替一個大釜 ，則既有溫度、濃度一致 , 操作穩(wěn)定 , 產(chǎn)品質(zhì)量均勻的優(yōu)點 , 又有 (rA)較高的優(yōu)點。 14125 24125 167。 2. 由于反應(yīng)在低的 CA下進行 ,故 達(dá)相同 xA所需 t
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