反应工程重修辅导141117详解.docVIP

一、概念题 均相反应：气相反应 液相反应 非均相反应：．气固相反应、气液相反应等 反应速率的定义是：见教材 均相均相反应的反应速度量纲是：[浓度]1-n[时间]-1 0级反应k的量纲[浓度][时间]-1，1级k的量纲[时间]-1，2级k的量纲[浓度]-1[时间]-1。 转化率的定义是：由于化学反应消耗掉的反应物A的质量（或物质的量）与反应刚开始时A的质量（或物质的量）之比。 对于均相一级反应A→P，动力学方程可表示为： 对于均相二级反应A→P，动力学方程可表示为：；若反应过程中反应混合物的密度不变（则为恒容），则反应物浓度CA与反应时间t之间的关系式是： 转化率达到50%所需的反应时间（恒容条件下CA=0.5CA0所需的反应时间），称为半衰期，符号。 温度对反应速度的影响可以用Arrheniuns方程表示： 需要用两个以上独立方程式才能表达的反应称为复合反应，常见的类型有平行反应和连串反应等。对这些反应体系在选择和优化反应器时，需要优先考虑 产物分布 的问题。 收率：又称为得失之比。 选择性：又称为主副之比。 得率等于收率×转化率 某气相反应 在等温等压的条件下进行，已经反应器进口处原料气的组成为m%的A（体积分数，下同）、n%的B及z%的惰性气体，则这一反应的膨胀因子δA为多少？当组分A转化率达xA%时，A的摩尔分率yA为多少？（自己代数计算） ，本题 代入题中数据 返混的定义：见教材 平推流反应器：不存在返混，(2=0。 全混流反应器：返混达到最大，(2=1。 非理想流动：所有偏离平推流和全混流的流动模式，0(21。 反应器的有效容积与其入口处的体积流量之比称为空时。 反应时间：从反应物料加入反应器后实际进行反应时算起至反应到某一时刻所需的反应时间。 停留时间：指从反应物料进入反应器时算起至离开反应器时为止所经历的时间。 空速：单位时间内通过单位反应器容积的物料体积。 操作方式分为3类：连续操作、间歇操作、半连续（或半间歇）操作 PFR的变容计算式为： CSTR的计算式为： 恒容时BR或PFR的计算公式： （1）0级反应：CA对时间t为直线。 （2）一级反应：lnCA对时间t为直线。 （3）二级反应：1/CA对时间t为直线。 或 PFR反应器的作图 CSTR反应器的作图 对于反应器，当时反应器，当时。N-CSTR串联反应器中进行时，其计算公式为：CAN= CA0/ (1+kτi) N。（假设各釜等温等容） 对于级数n＞0的反应，达到同样的转化率，PFR反应器所需的体积最小；CSTR所需的体积最大。 对于级数高于零级的反应，为什么平推流的反应效能高于全混流？ 因为对于PFR，从反应器入口到反应器出口，沿着物料流动方向反应速率不断下降；而对于CSTR，反应器中物料的返混程度达到最大，反应器内的浓度等于反应器出口的浓度，即反应器中的反应速率是出口的反应速率，因此平推流的反应效能高于全混流。 也可以这样回答：平推流所有质点的停留时间都相等，而CSTR有63.2%的质点停留时间不超过（，）。 适于采用循环反应器RR的场合： （1）需要控制反应器入口处的反应速度； (2) 在不改变FA0下，使反应器中流量增加，可改善传热； (3) 自催化反应 对于循环反应器当0时反应器，当时反应器。CP值作图 绝热温升的定义式及物理意义： 物理意义：在绝热操作条件下，反应物A全部转化所造成反应混合体系升高的温度。 绝热PFR的热量衡算方程： 寿命分布：反应器出口。 年龄分布：反应器内。 具有停留时间为t到t+dt的流体元在设备中的分率称为年龄分布密度函数I(t)。 具有停留时间为0到t的流体元在设备中的分率称为年龄分布函数Y(t)。 具有停留时间为t到t+dt的流体元离开设备的分率称为停留时间分布密度函数E(t)。 具有停留时间为0到t的流体元离开设备的分率称为年龄分布函数F(t)。 寿命分布及年龄分布的及换算关系： 停留时间分布的两个数字特征是： 平均停留时间和方差(2 串联全混釜模型和轴向分散模型的模型参数及与(2的关联式。 串联全混釜模型的模型参数是N， 轴向分散模型的模型参数Pe， （返混较小，Pe≥100）。 固定床为防止流体带出，气体一般由上向下通过床层； 为防止流动压降过大，催化剂的粒径不能过小；为减小内扩散的影响，粒径不能过大。适宜粒径为2~8 mm; 为防止近壁处出现沟流，催化剂的粒径应小于管径的8倍，一般范围。 拟均相一维模型的基本假设是： 1)颗粒与流体均匀、连续，忽略它们之间的浓度差和温度差。 2）温度与浓度仅沿轴向变化，忽略径向变化；3）流体以平推流通过床层。 对于放热反应，固定床设计时必须考虑的关键问题是传热和控温问题。 气液相反应的宏观反应历程包括： （1）气相组分A通过气膜扩散到达相界面，在相界面