反應(yīng)工程課件第一章-在線瀏覽
2024-10-22 20:42本頁(yè)面
【正文】 反應(yīng)速率的影響及最佳溫度 1） 溫度對(duì)不同類(lèi)型單反應(yīng)速率的影響 2）可逆放熱反應(yīng)的最佳溫度曲線 3）最佳溫度的實(shí)現(xiàn) 溫度對(duì)多重反應(yīng)速率的影響 1）平行反應(yīng) 2）連串反應(yīng) 溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響及最佳反應(yīng)溫度 溫度對(duì)單反應(yīng)速率的影響及最佳溫度 ? 1）溫度對(duì)不同類(lèi)型單反應(yīng)速率的影響及最佳溫度 ? 不可逆吸熱反應(yīng) ? 不可逆放熱反應(yīng) ? 可逆吸熱反應(yīng) ? 可逆放熱反應(yīng) 溫度 反應(yīng)速率常數(shù) 平衡常數(shù) （ 1) 不可逆吸熱反應(yīng) 對(duì)于單反應(yīng) 0CgEk k e x pRT? （ － ） 溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響包括平衡常數(shù)和反應(yīng)速率常數(shù)兩個(gè)方面，不可擬反應(yīng)不受 平衡常數(shù)的限制，因此只考慮溫度對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)的影響。 （ 2) 不可逆放熱反應(yīng) 當(dāng)溫度升高時(shí)， k會(huì)增大， 反應(yīng)速率也相應(yīng)增大。 Fe2O3的熔點(diǎn) 1560 ℃ ， FeO的熔點(diǎn)1377 ℃ 。而且還會(huì)使石灰石變成堅(jiān)硬不易消化的“過(guò)燒石灰”。因此，對(duì)于可逆吸熱反應(yīng)，也應(yīng)盡可能在較高溫度下進(jìn)行，這樣既有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率，又可提高反應(yīng)速率。 ?yKyK????????? )( )(112yfKyfy?例如，天然氣的蒸汽轉(zhuǎn)化反應(yīng) 是可逆吸熱反應(yīng)，提高溫度有利于提高反應(yīng)速率并提高甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率，但考慮到設(shè)備材質(zhì)等條件限制，一般轉(zhuǎn)化爐內(nèi)溫度小于 800850℃ 。 ?yKyK????????? )( )(112yfKyfy?? 溫度較低時(shí)，由于 數(shù)值較大， 1，此時(shí)，溫度 對(duì)反應(yīng)速率常數(shù)的影響要大于對(duì) 的影響，總的結(jié)果，溫度升高，反應(yīng)速率提高。 ? 隨著溫度的增加，由于溫度對(duì)平衡常數(shù)的影響發(fā)展成為矛盾的主要方面，因此，反應(yīng)速率隨溫度的增加而降低。 2）可逆放熱單反應(yīng)的最佳溫度曲線 (1) 最佳溫度曲線 由相應(yīng)于 各轉(zhuǎn)化率 的 最佳溫度 所組成的曲線，稱(chēng)為最佳 溫度曲線。 (2) 最佳溫度曲線的測(cè)定 通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定不同轉(zhuǎn)化率時(shí)rA~T曲線圖。 (3) 最佳溫度曲線計(jì)算 對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，如果沒(méi)有副反應(yīng)，則最佳溫度曲線可由動(dòng)力學(xué)方程用一般求極值的方法求出。 對(duì)于縱坐標(biāo) xA和橫坐標(biāo) T，若是平衡曲線，則為 ~AexT?~A opxT 若是最佳溫度曲線，則為 對(duì)于可逆放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行， xA不斷升高，相應(yīng)的最佳溫度隨之降低，一直保持反應(yīng)速率最大。 最佳溫度曲線 Optimal temperature profile: 轉(zhuǎn)化率 最佳溫度 最佳溫度 轉(zhuǎn)化率 3）最佳溫度的實(shí)現(xiàn) （ 1）問(wèn)題的提出：由 Toe曲線可知： X低時(shí)， T應(yīng)高； X高時(shí)， T應(yīng)低。 b、反應(yīng)過(guò)程中后期不斷移熱。 b、邊反應(yīng)，邊移熱。 分析： S3=C3/(C10C1) 思路：要求 S3=?,先求 C1和 C3，如何求？ （ 2)平行反應(yīng)的速率方程 LAS=A生 成 目 的 產(chǎn) 物 所 消 耗 的 關(guān) 鍵 組 分 的 量轉(zhuǎn) 化 了 的 關(guān) 鍵 組 分 的 量 ])(e x p [ccln1)()(2110110121121101211110tkkcckktckkdcdtckkdcdtcct??????????????? ?])(e x p [1])(e x p [])(e x p [2121101302110103211011133tkkkkckcdttkkckdctkkckckdtd
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