《釜式反应器的研究预习报告.docVIP

釜式反应器的研究预习报告 实验原理 反应工程基础： 全混流反应器 在流体流动方向上停留时间不同的流体例子之间的混合成为返混，也成为逆向混合。在全混流反应器中，要使物料的返混达到最大值。实际的釜式反应器更接近全混流反应器。 本实验中的反应可视作一级反应： C12H22O11(蔗糖)+H2O—→C6H12O6(果糖)+C6H12O6(葡萄糖) 在全混流反应器中，反应速率： 返混程度的大小，一般很难直接测定，通常是利用物料停留时间分布的测定来研究。然而测定不同状态的反应器内停留时间分布时，我们可以发现，相同的停留时间分布可以有不同的返混情况，即返混与停留时间分布不存在一一对应的关系，因此不能用停留时间分布的实验测定数据直接表示返混程度，而要借助于反应器数学模型来间接表达。 停留时间分布的表示方法有两种，一种称为分布函数F(t)，其物理意义是停留时间小于t的粒子所占的分率；另—种称为时间分布密度因数E(t)，其物理意义是停留时间为t的粒子的概率。两个函数的关系为： E(t)=dF(t)/dt ﹙1﹚ 本实验中： C12H22O11(蔗糖)+H2O—→C6H12O6(果糖)+C6H12O6(葡萄糖) 水解反应可视为一级反应，其速率方程为： ﹙2﹚ 积分上式得 ﹙3﹚ 式中CA为t时蔗糖的浓度；k为反应速度常数。 多釜串联的全混流反应器 由于反应器出口出反应物浓度最低，故全混流反应器总是在最低的反应物浓度下操作，很多情况下将会影响反应的效率。为了利用全混流反应器的混合均匀、温度易控的优点，又使反应不全部在反应物浓度最低的条件下进行，工业上经常将全混流反应器串联起来使用。对于多釜串联的全混流反应器： 全混流反应器的停留时间分布特性 连续操作的几个时间概念： 停留时间：物料从进入反应器到出反应器所花的时间； 平均停留时间 空间时间 ：反应器有效容积VR与流体特征体积流率V0之比值。 旋光物质与旋光度 当平面偏振光通过盛有旋光性化合物的旋光管后，偏振面就会被旋转(向右或向左)一个角度，这时偏振光就不能通行无阻的穿过与起偏镜棱轴相平行的检偏镜。只有检偏镜也旋转(向右或向左)相同的角度(a角度)，旋转了的平面偏振光才能完全通过。观察检偏镜上携带的刻度盘所旋转的角度，即为该旋光性物质的旋光度。偏振面被旋光性物质所旋转的角度叫旋光度。用a表示。 旋光仪是用来测定光学活性物质旋光能力大小和方向的仪器。光学活性物质可以旋转偏振光平面，其大小和方向除了与该物质结构有关外，还与测定时的温度、所用光的波长、溶液的浓度和溶剂、旋光管的长度等有关。一般单色光源用钠光灯，波长为589nm，以D表示。规定以每毫升溶液所含溶质的克数作为质量浓度的单位。由旋光仪测得旋光角度后，可以下式计算旋光度：α为用旋光仪测得的旋光度；c为溶液的质量浓度(g/ml)；l为旋光管的长度/dm；t为测定时温度(℃)，λ为测定所用光波波长(钠光以D表示)。光活性物质为液体时，则以密度ρ(g/ml)代替c，即若以100ml溶液含溶质的克数，则，如果糖的水溶液，溶液浓度为5g/100ml，在1dm旋光管中测得旋光角度为-4.64°，则：书写旋光度时，除注明温度，光波波长外，在数据后的括号内，注明其质量百分浓度和配制溶液用的溶剂。 偏振面被旋转的方向有左旋(逆时针)和右旋(顺时针)的区别。用符号D-或(+)表示右旋，L-或(-) 表示左旋。例如：(+)-2-丁醇 表示右旋；(-)-2-丁醇表示左旋。所有旋光性化合物[不是右旋，就是左旋。 根据旋光度测溶液浓度：蔗糖及其水解产物都为旋光物质,其比旋光度分别是;蔗糖为66.65°，葡萄糖为52.5°，果糖为-91.9°。D表示所用光波为钠黄光，其波长为589nm；正值表示右旋（使偏振面顺时针偏转），负值表示左旋（偏振面逆时针偏转）。由于果糖的左旋性大于葡萄糖的右旋性，随着反应的进行，反应产物的浓度逐渐增大，溶液的右旋性逐渐减少，以至经过0°角后转变为左旋。所以可用溶液的旋光度变化来度量反应的程度。 溶液的旋光度为溶液中各组分旋光度之和。溶液的浓度可分别表示为 CA0＝F(α0－α∞) ﹙4﹚ CA＝F(αt－α∞) （5） 式中α0、αt、α∞分别表示反应时间为0、t、∞时溶液的旋光度，对于给定的条件，α∞为常数；CA为溶