第6章制药反应设备工艺计算PPT.ppt

* Pharmaceutical Engineering 类似地，将二级反应的反应动力学方程式 代入式(6-21)得 (6-27) 如果反应动力学方程比较复杂，往往不易求得解析解，此时可采用图解积分法或数值积分法求得近似解。 1.反应时间的计算 * Pharmaceutical Engineering 釜式反应器间歇操作时，每处理一批物料都需要一定的出料、清洗、加料等辅助操作时间,故处理一定量物料所需要的有效体积不仅与反应时间有关,而且与辅助操作时间有关。 (6-28) 式中VR—反应器的有效容积或反应体积，即物料所占有的体积，m3；Vh—每小时所需处理的物料体积，m3?h-1；?—达到规定转化率所需要的反应时间,h;??—辅助操作时间,s或h。 2. 反应器总容积的计算 * Pharmaceutical Engineering 反应器总容积VT,考虑装料系数?。 (6-29) 装料系数?一般为0.4~0.85。对于不起泡、不沸腾的物料，?可取0.7~0.85；对于起泡或沸腾的物料，?可取0.4~0.6。 2.反应器总容积的计算 * Pharmaceutical Engineering 在搅拌良好的间歇釜式反应器 ? 当丁醇过量时，反应动力学方程式为 式中CA为乙酸浓度，kmol?m-3。已知反应速度常数k为1.04m3?kmol-1?h-1，投料摩尔比为乙酸：丁醇=1：4.97，反应前后物料的密度为750kg?m-3，乙酸、丁醇及醋酸丁酯的分子量分别为60、74和116。若每天生产3000kg乙酸丁酯(不考虑分离过程损失)，乙酸的转化率为50%，每批辅助操作时间为0.5h，装料系数?为0.7，试计算所需反应器的有效容积和总容积。 Example 6-1 * Pharmaceutical Engineering 解：(1) 计算反应时间 因为是二级反应，故 反应原料的平均相对分子量 则 kmol?m-3 所以 h Example 6-1 * Pharmaceutical Engineering (2) 计算所需反应器的有效容积VR 每天生产3000kg乙酸丁酯，则每小时乙酸用量为 kg?h-1 每小时处理的总原料量为 kg?h-1 每小时处理的原料体积为 m3?h-1 Example 6-1 * Pharmaceutical Engineering 故反应器的有效容积为 m3 (3) 计算所需反应器的总容积VT 由式(6-29)知 m3 Example 6-1 * Pharmaceutical Engineering 对于给定的生产任务，在求得所需反应器的总容积VT后，再根据工艺要求和反应器系列标准，即可确定所需釜式反应器的台数N及单釜容积VTS。生产中可能有以下几种情况： (1) 已知VTS，求N 这种情况在产品扩产或更新时比较常见。此时，工厂已有若干台反应器，需通过计算确定扩产或更新后所需的反应器台数。 3.釜式反应器的台数及单釜容积的确定 * Pharmaceutical Engineering 对于给定的处理量，每天需操作的总批数为 (6-30) 式中 Vd—每天需处理的物料体积，m3?d-1； V