化學(xué)反應(yīng)工程復(fù)習(xí)總結(jié)
一、 緒論
1．研究對(duì)象是工業(yè)反應(yīng)過(guò)程或工業(yè)反應(yīng)器 研究目的是實(shí)現(xiàn)工業(yè)反應(yīng)過(guò)程的優(yōu)化
2．決策變量：反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、操作方式、工藝條件 3．優(yōu)化指標(biāo)——技術(shù)指標(biāo)：反應(yīng)速率、選擇性、能耗
掌握轉(zhuǎn)化率、收率與選擇性的概念
4．工程思維方法
工程問(wèn)題
二、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)
1. 反應(yīng)類型：簡(jiǎn)單反應(yīng)、自催化、可逆、平行、串聯(lián)反應(yīng)
基本特征、分析判斷
2. 化學(xué)反應(yīng)速率的工程表示
反應(yīng)量
(反應(yīng)時(shí)間)(反應(yīng)區(qū))
3. 工業(yè)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)規(guī)律可表示為：
rifC(Ci)fT(T)
a) 濃度效應(yīng)——n 工程意義是：反應(yīng)速率對(duì)濃度變化的敏感程度。 b) 溫度效應(yīng)——E工程意義是：反應(yīng)速率對(duì)溫度變化的敏感程度。 已知兩個(gè)溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k，可以按下式計(jì)算活化能E：
三、PFR與CSTR基本方程
cAfdcxAfdxVRAA
cA01. 理想間歇：t
cxA0A0v0(rA)(rA)
E——cal/mol，j/mol T——K
R = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K
cAfdcxAfdxVRAA
cA02. 理想PFR： p
cxA0A0v0(rA)(rA)
3. CSTR：
4. 圖解法
pVRcA0cAcA0xAv(rA)(rA)τ0 xAf xA
四、簡(jiǎn)單反應(yīng)的計(jì)算
n=1,0,2級(jí)反應(yīng)特征 PFR→CSTR，CSTR←PFR
PFR（間歇）
CSTR
cAfdcVRAcA0(rA) p
v0
cAcA0(1xA)
濃度、轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)時(shí)間關(guān)系式
基本關(guān)系式
n=0
m
VRcA0cA
v(rA)
cA0xAkp
cA0xAkp
n=1
n=2
k1
五、可逆反應(yīng)
k2
(rA)k1CAk2CPk1CA
k2(CA0CA)
(k1k2)(CACAe)
(k1k2)CA0(xAe
xA)
溫度效應(yīng)： 濃度效應(yīng)：
E2E1
(rA)0Teqk20xA
R]
k10(1xA)
E2E1opt E2k20xARln[]E1k10(1xA)
PFR積分式
CSTR：由基本方程導(dǎo)出 六、平行反應(yīng)
n1
rPk1CA
， n1n2
rPrSk1CAk2CA
P（主反應(yīng)） S（副反應(yīng)）
CpfCA0CAf
溫度效應(yīng)：溫度升高有利于活化能大的`反應(yīng) 濃度效應(yīng)：濃度升高有利于級(jí)數(shù)大的反應(yīng)
計(jì)算：由基本方程PFR、CSTR推出
�、俜磻�(yīng)器選型與組合優(yōu)化：
β~CA
P β
~XA曲線——對(duì)應(yīng)面積=CP
/CA0
�、谧顑�(yōu)加料方式：p163-164 平行反應(yīng)
rpk1CACBA+B
rsk2CACB
n2
m2
n1m1
七、串聯(lián)反應(yīng)
12
(rA)k1CA
k k
rPk1CAk2CP rSk2CP
溫度效應(yīng)：溫度升高有利于活化能大的反應(yīng)（同平行反應(yīng)）
濃度效應(yīng)：凡是使CP/CA增大的因素對(duì)串連反應(yīng)選擇率總是不利的。 ①串聯(lián)反應(yīng)的計(jì)算
PFR
CSTR
物料衡算
CACA0ek1t
A0APS
�、诖�(lián)反應(yīng)的最優(yōu)反應(yīng)時(shí)間、轉(zhuǎn)化率與最大收率
PFR
CSTR
k1opt
xopt
xopt1e
k1opt1k1opt
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