【正文】 的單位體積的主產(chǎn)能力，或單位面積的生產(chǎn)能力。生產(chǎn)強度指標(biāo)主要用于比較那些相同反應(yīng)過程或物理加工過程的設(shè)備或裝置的優(yōu)劣。在分析對比催化反應(yīng)器的生產(chǎn)強度時，通常要看在單位時間內(nèi)，單位體積催化劑或單位質(zhì)量催化劑所獲得的產(chǎn)品量，亦即催化劑的生產(chǎn)強度，有時也稱為時空收率。二、轉(zhuǎn)化率、選擇性和收率（產(chǎn)率）化工總過程的核心是化學(xué)反應(yīng)，提高反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率、選擇性和產(chǎn)率是提高化工過程效率的關(guān)鍵。其定義式為轉(zhuǎn)化率表征原料的轉(zhuǎn)化程度，反映了反應(yīng)進度。對干反應(yīng)反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率分別是式中XA、XB——分別為組分A和B的轉(zhuǎn)化率；人們常常對關(guān)鍵反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率感興趣，所謂關(guān)鍵反應(yīng)物指的是反應(yīng)物中價值最高的組分，為使其盡可能轉(zhuǎn)化，常使其他反應(yīng)組分過量。計算轉(zhuǎn)化率時，反應(yīng)物起始量的確定很重要。但對于采用循環(huán)流程（見圖29）的過程來說，則有單程轉(zhuǎn)化率和全程轉(zhuǎn)化率之分。全程轉(zhuǎn)化率又稱總轉(zhuǎn)化率，系指新鮮原料進入反應(yīng)系統(tǒng)到離開該系統(tǒng)所達到的轉(zhuǎn)化率。因為，盡管有的反應(yīng)體系原料轉(zhuǎn)化率很高，但大多數(shù)轉(zhuǎn)變成副產(chǎn)物，目的產(chǎn)物很少，意味著許多原料浪費了。選擇性系指體系中轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物的某反應(yīng)物量與參加所有反應(yīng)而轉(zhuǎn)化的該反應(yīng)物總量之比，用符號S表示，其定義式如下選擇性也可按下式計算上式中的分母是接主反應(yīng)式的化學(xué)什量關(guān)系來計算的，并假設(shè)轉(zhuǎn)化了的所有反應(yīng)物全部轉(zhuǎn)變成目的產(chǎn)物。3收率（產(chǎn)率，yield）收率亦稱為產(chǎn)率，是從產(chǎn)物角度來描述反應(yīng)過程的效率。與轉(zhuǎn)化率相似，對于單程收率而言，式（218）中的分母系指反應(yīng)器進口處混合物中的該原料量，即新鮮原料與循環(huán)物料中該原料量之和。4質(zhì)量收率（mass yield）質(zhì)量收率的定義系指投人單位質(zhì)量的某原料所能生產(chǎn)的目的產(chǎn)物的質(zhì)量，即例1 乙烷脫氫生產(chǎn)乙烯時，原料乙烷處理量為８000kg/h，產(chǎn)物中乙烷為４000kg/h，獲得產(chǎn)物乙烯為３２00kg/h，求乙烷轉(zhuǎn)化率、乙烯的選擇性及收率。解：丙烯產(chǎn)量=3000*70%*96%*42/44=(kg/h)三、平衡轉(zhuǎn)化率和平衡產(chǎn)率的計算可逆反應(yīng)達到平衡時的轉(zhuǎn)化率稱為平衡轉(zhuǎn)化率，此時所得產(chǎn)物的產(chǎn)率為平衡產(chǎn)率。隨著反應(yīng)的進行，正反應(yīng)速率降低，逆反應(yīng)速率升高，所以凈反應(yīng)速率不斷下降直到零。若平衡產(chǎn)率高，則可獲得較高的實際產(chǎn)率。在進行這些分析和計算時，必須用到化學(xué)平衡常數(shù)，它的定義及其應(yīng)用在許多化學(xué)、化工書刊中有論述，此處僅寫出其定義式如下。νA、νB、νR、νS分別為組分A、B、R、S在反應(yīng)式中的化學(xué)計 量系數(shù)；P?為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)壓力。另外，在較早出版的書刊文獻中，壓力單位多用“atm（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）”，所以組分的平衡分壓單位也用atm，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)壓力P?=latm，故平衡常數(shù)的表達式則變成因此，在查找文獻和手冊中的平衡常數(shù)時，一定要注意Kp的表達式是何種形式 。在高壓下，氣相反應(yīng)平衡常數(shù)應(yīng)該用逸度商來表達，即式中?A、?B、?R、?S——分別為反應(yīng)達平衡時組分A 、B、R、S的逸度。由此可推導(dǎo)出K?只與溫反有關(guān)，而與壓力無關(guān)，但KP和Kγ與溫度和壓力均有關(guān)。若式（222）為理想溶液反應(yīng)體系，其平衡常數(shù)Kc的表達式為式中CA 、CB、CR、Cs分別為組分A、B、R、S的平衡濃度，mol/dm3（純?nèi)軇┤?）； C?為標(biāo)準(zhǔn)濃度，統(tǒng)一規(guī)定為 1 mol/dm3。只有當(dāng)溶液濃度很稀時，才能用式（229）來計算平衡常數(shù)。而且也有許多物質(zhì)的逸度系數(shù)或它們的曲線、表格等。下面舉兩個汁算平衡轉(zhuǎn)化率和平衡產(chǎn)率的例子。那么平衡體系中組分A的量為（aaXA）mol、組分B的量為（b2aXA） mol和組分R的量為aXAmol，體系總量為（a＋b－2aXA）mol；總壓P。應(yīng)注意，上式中總壓P與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)壓力P?的單位應(yīng)相同。在本書其他各章中均有具體過程的影響因素分析，此處僅簡述以下幾個重要因素的影響規(guī)律。故只有降低溫度才能使平衡產(chǎn)率增高。反應(yīng)速率方程通?？捎脻舛鹊膬绾瘮?shù)形式表示，例如對于反應(yīng)由上式可知，k總是隨溫度的升高而增加的（有極少數(shù)例外者），反應(yīng)溫度每升高10℃，反應(yīng)速率常數(shù)增大24倍在低溫范圍增加的倍數(shù)比高溫范圍大些，活化能大的反應(yīng)其速率隨溫度升高而增長更快些。溫度升高時。凈速率有一個極大值，此極大值對應(yīng)的溫度稱為最佳反應(yīng)溫度，亦稱最適宜反應(yīng)溫度。二、濃度的影響根據(jù)反應(yīng)平衡移動原理，反應(yīng)物濃度越高，越有利于平衡向產(chǎn)物方向移動。從反應(yīng)速率式（232）可知，反應(yīng)物濃度愈高，反應(yīng)速率愈快。提高溶液濃度的方法有：對于液相反應(yīng)，采用能提高反應(yīng)物溶解度的溶劑，或者在反應(yīng)中蒸發(fā)或冷凍部分溶劑等；對于氣相反應(yīng)，可適當(dāng)壓縮或降低惰性物的含量等。所以，在反應(yīng)過程中不斷從反應(yīng)區(qū)域取出生成物，使反應(yīng)遠離平衡，既保持了高速率，又使平衡不斷向產(chǎn)物方向移動，這對于受平衡限制的反應(yīng)，是握高產(chǎn)率的有效方法之一。三、壓力的影響一般來說，壓力對液相和固相反應(yīng)的平衡影響較小。在一定的壓力范圍內(nèi)，加壓可減小氣體反應(yīng)體積，且對加快反應(yīng)速率有一定好處，但效果有限，壓力過高，能耗增大，對設(shè)備要求高，反而不經(jīng)濟。四、停留時間的影響停留時間是指物料從進入設(shè)備到離開設(shè)備所需要的時間，若有催化劑存在指物料與催化劑的接觸時間，單位用秒（S）表示。五、空速的影響空速為停留時間的倒數(shù)，一般空速越大，停留時間越短，原料轉(zhuǎn)化率越低，產(chǎn)物的選擇性越高，設(shè)備的生產(chǎn)能力越大；反之亦然。（1）提高反應(yīng)速率和選擇性。例如，近代化學(xué)工業(yè)的起點合成氨工業(yè)，就是以催化作用為基礎(chǔ)建立起來的。當(dāng)采用了銀催化劑后，則促使乙烯選釋性地氧化生成環(huán)氧乙烷，它可用于制造乙二醇、合成纖維等許多實用產(chǎn)品。采用或改進催化劑可以降低反應(yīng)溫度和操作莊力、可以提高化學(xué)加工過程的效率。（3）催化劑有助于開發(fā)新的反應(yīng)過程，發(fā)展新的化工技術(shù)。工業(yè)醋酸原先是由乙醛氧化法生產(chǎn)，原料價貴，生產(chǎn)成本高。（4）催化劑在能源開發(fā)和消除污染中可發(fā)揮重要作用。在請除污染物的諸方法中，催化法是具有巨大潛力的一種。一、催化劑的基本特征在一個反應(yīng)系統(tǒng)中因加入了某種物質(zhì)而使化學(xué)反應(yīng)速率明顯加快，但該物質(zhì)在反應(yīng)前后的數(shù)量和化學(xué)性質(zhì)不變，稱這種物質(zhì)為催化劑。由阿累尼烏斯公式可知，活化能降低可使反應(yīng)速率常數(shù)增大，從而加速了反應(yīng)。能明顯降低反應(yīng)速率的物質(zhì)稱為負催化劑或阻化劑。催化劑有以下三個基本特征。因此催化劑在生產(chǎn)過程中可以在較長時間內(nèi)使用。即是悅，當(dāng)反應(yīng)體系的始末狀態(tài)相同時，無論有無催化劑存在，該反應(yīng)的自由能變化、熱效應(yīng)、平衡常數(shù)和平衡轉(zhuǎn)化率均相同。（3）催化劑具有明顯的選擇性，特定的催化劑只能催化特定的反應(yīng)。二、催化劑的分類按催化反應(yīng)體系的物相均一性分：有均相催化劑和非均相催化劑；按反應(yīng)類別分：有加氫、脫氫、氧化、裂化、水合、聚合、烷基化、異構(gòu)化、芳構(gòu)化、羰基化、鹵化等眾多催化劑；按反應(yīng)機理分：有氧化還原型催化劑、酸堿催化劑等；按使用條件下的物態(tài)分：有金屬催化劑。金屬催化劑、氧化物催化劑和硫化物催化劑等是固體催化劑，它們是當(dāng)前使用最多最廣泛的催化劑，在石油煉制、有機化工、精細化工、無機化工、環(huán)境保護等領(lǐng)域中廣泛采用。通常對工業(yè)催化劑的以下幾種性能有一定的要求。活性越高則原料的轉(zhuǎn)化率愈高。工業(yè)催化劑應(yīng)有足夠高的活性。（2）選擇性 系指反應(yīng)所消耗的原料中有多少轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物。當(dāng)催化劑的活性與選擇性難以兩全其美時，著反應(yīng)原料昂貴或產(chǎn)物分離很困難，宜選用選擇性高的催化劑；若原料價廉易得或產(chǎn)物易分離，則可選用活性高的催化劑。（3）壽命 系指其使用期限的長短，壽命的表征是生產(chǎn)單位量產(chǎn)品所消耗的催化劑量，或在