第三章均相反应器的设计概述.pptVIP

3.3 连续釜式反应器 CSTR 三、串联釜式反应器的计算 计算基准：第一个反应器的入口，逐釜计算 一般情况下，釜数越多，总反应体积越小，但釜数增多，相应的管道阀门和控制仪表等也要增多，操作的复杂程度也随之增加。 3.3 连续釜式反应器 CSTR 各釜的反应体积间的比例也是一个优化问题。 前提：釜数及最终转化率一定 目标：总反应体积最小 无需串联，并联更佳 0 与排列方式无关 =0 大釜在前，小釜在后 0a1 各釜相等 =1 小釜在前，大釜在后 1 反应级数a 3.3 连续釜式反应器 CSTR 总收率和总选择性 间歇釜多釜串联单一釜 S随xA增加二单调上升 II 间歇釜多釜串联单一釜 S随xA增加二单调下降 I 达到相同转化率下的收率 曲线类型 四、连续釜式反应器中复合反应 3.3 连续釜式反应器 CSTR 1、平行反应 获得选择性和收率： （1）满足有利的浓度和温度条件； （2）反应器的型式及操作方式、所采用的原料浓度及配比以及加料方式等有关。 （3）E主=E次时，反应的瞬时选择性与温度无关，一般选择较高温度，以提高反应器的生产强度； E主E次时，低温瞬时选择性好，但生产强度不大，故存在一最佳温度，此温度下在连续釜式反应器中，可使目的产物的产量最大； 3.3 连续釜式反应器 CSTR 2、串联反应 （1）不论k2/k1为何值，在相同转化率下，间歇釜的收率总是大于连续釜的收率； （2）随k2/k1减小，釜式反应器的收率增大； （3）E1E2，温度越高，则k2/k1越小，则收率越大； E1E2，情况相反，低温下操作可获得较大的收率，但是 温度降低导致反应速率下降，反应器的生产强度减小； （4）选择合适的催化剂 3.4 半间歇釜式反应器 （1）要求一种反应物的浓度高而另一种反应物浓度低时； （2）为了提高某些可逆反应的产品收率，需要不断移走产物 3.4 半间歇釜式反应器 3.4 半间歇釜式反应器 3.4 半间歇釜式反应器 3.4 半间歇釜式反应器 3.4 半间歇釜式反应器 3.4 半间歇釜式反应器 3.4 半间歇釜式反应器 3.5 连续管式反应器 * 第三章 均相反应器设计 3.1 概述 一、反应器设计的基本内容 最终目标： 经济效益最大（应该包括整个过程） 反应器设计的基本内容： 1、选择合适的反应器类型 2、确定最佳操作条件 3、计算完成规定的生产任务所需的反应器体积 3.1 概述 二、反应器设计的基本方程 物料衡算式（描述浓度变化） 能量衡算式（描述温度变化） 动量衡算式（描述压力变化） 3.1 概述 动力学方程式：描述反应的变化情况 如果反应器内各处浓度均一，恒算的控制体可选择整个反应器；如果反应区内存在两个或两个以上相态，反应体积内各处的反应物组成未必相同，这时只能选择微元体积作为控制体。 3.1 概述 三、均相反应系统 均相反应器的特征： 物料在反应器内已达到分子尺度的均匀，混合时间远小于反应时间。 实现途径： 1、机械搅拌 2、湍流脉动 3、分子扩散 考察一个反应过程是否为均相反应过程，不应仅仅着眼于反应物系的相态，更重要的是考察微元尺度的传递过程是否会影响反应效果。 3.1 概述 四、理想反应器的主要类型 间歇釜式反应器（分批加料） Batch Stirred Tank Reactor (BSTR) 连续釜式反应器（连续加料） Continued Stirred Tank Reactor (CSTR) 理想管式反应器（连续加料） Plug Flow Reactor (PFR) 3.2 间歇釜式反应器 反应体积+预留空间体积 有反应发生的空间体积 反应器体积V 反应体积Vr 间歇反应器的设计参数： （1）反应时间t； （2）反应体积 Vr 一、特点 分批装料、卸料 适用于不同品种和规格的产品的生产，广泛用于医药、试剂、助剂等生产。 操作时