反应工程第三章釜式及均相管式反应器.pptVIP

全混流反应器，一级不可逆反应，且进料只含有组分A的等容液相反应，根据物料衡算 对产物L做物料衡算 可得 (3)连串反应的最佳反应时间与最大收率 最大收率为 求导 最大收率与初浓度无关 Ymax k2/k1 平推流 全混流 k1/k2=10 以Sf与xA作图如下 k1/k2=1 k1/k2=0.1 xA=1-(cAf/ cA0) 当xA、k1/k2相同，间歇操作或平推流操作时，主产物的选择率Sf比全混流操作高； 平推流 全混流 若k1/k2远小于1，要使主产物的选择率Sf高，必须在低的转化率下操作； 若k1/k2远大于1，即使转化率较高，也可以得到较高的选择率Sf。 1 1 0 一、半间歇釜式反应器的特征 a：反应物B一次加入，A连续加入，反应结束后一次出料。 A A B R a b B R R A B c b：反应物A、 B同时连续加入，反应结束后一次出料。 c：反应物A、 B一次按比例加入，R连续出料。 第六节 半间歇釜式反应器 a：反应物B一次加入，A连续加入，反应结束后一次出料。 A B R a 要求严格控制A的浓度，防止因为A过量而使副反应增加的情况； 低温下进行的放热反应； A浓度低，B浓度高对反应有利的情况。 b：反应物A、 B连续加入，反应结束后一次出料。 可严格控制A、B的加料比例，保持A和B在较低的浓度下进行； A、B浓度低对反应有利的情况。 A b B R 能满足A、B的比例要求； 保持反应过程中A和B的高浓度； 对可逆反应尤其合适。 R A B c c：反应物A、 B一次按比例加入，R连续出料。 二、半间歇釜式反应器的数学模型 反应物B加入的体积为VR0，然后连续加入浓度为cA0的物料A ，体积流量恒定为VA0 。过程中不导出物料， 如果B大量过剩，可以按一级反应处理 A B R 代入物料衡算式，可得 初始条件为t=0时，VRcA=0，解得 上式即为反应物A的浓度与反应时间的关系。 A B R 由上述两个式子可以计算不同反应时间反应物A和产物R的浓度。 产物R的浓度cR与反应时间的关系为 反应物A的浓度与反应时间的关系为 0 1 2 3 4 5 6 0.7 0.5 0.3 0.2 0.1 相 对 浓 度 时间/h 反应物A、产物R的浓度与反应时间的关系为 如k=0.2h-1，VR0/VA0 =0.5h，计算结果如下图所示 0.6 0.4 cR/cA0 cA/cA0 当反应温度、流量Vo、初始浓度cA0及各反应器体积VR相同时，进行一级不可逆反应。考察各种组合反应器所能达到的出口浓度。 c.平推流＋全混流(串联) 当反应温度、流量Vo、初始浓度cA0及各反应器体积VR相同时，进行一级不可逆反应。考察各种组合反应器所能达到的出口浓度。 d.全混流＋平推流(串联) 当反应温度、流量Vo、初始浓度cA0及各反应器体积VR相同时，进行一级不可逆反应。考察各种组合反应器所能达到的出口浓度。 e.平推流反应器并联 当反应温度、流量Vo、初始浓度cA0及各反应器体积VR相同时，进行一级不可逆反应。考察各种组合反应器所能达到的出口浓度。 f.平推流反应器串联 当反应温度、流量Vo、初始浓度cA0及各反应器体积VR相同时，进行一级不可逆反应。考察各种组合反应器所能达到的出口浓度。 g.平推流＋全混流(并联) a.两个全混釜并联 b.两个全混釜串联 c.平推流＋全混流(串联) d.全混流＋平推流(串联) e.平推流反应器并联 f.平推流反应器串联 g.平推流＋全混流(并联) 以上几种组合方式中， (c)与(d)等效，(e)与(f)等效。 各种组合反应器的最终浓度的大小依次为: 各种组合反应器的最终转化率的大小依次为: 解：n=2，间歇反应器中 (1) 在单个CSTR中 即 【例题】 CSTR的操作特点。某二级液相反应 ，已知cA0=cB0，在间歇反应器中达到x=0.99，需反应时间10min。问：(1) 在全混流反应器中进行时， 应为多少？(2) 在两个串联全混流反应器中进行时， 又为多少？ 解： (2)两个CSTR串联 第一级 【例题】 CSTR的操作特点。某二级液相反应 ，已知cA0=cB0，在间歇反应器中达到x=0.99，需反应时间10min。问：(1) 在全混流反应器中进行时， 应为多少？(2) 在两个串联全混流反应器中进行时， 又为多少？ 第二级 将xA1代入第一级的等式，得 解：n=2，在PFR中