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三重一次反应、动量转移传热质量转移反应工程、化学反应工程、21概述、平均反应-一相或气相上的反应动力学是解决均质反应器选择、运行和设计计算所需的重要理论基础公式。P15，1，化学反应速度及其表示，对均匀性的反应aA bB=rR sS反应速度定义如下：也就是说，称为络合液，a bb=rrss，没有副作用的话，反应物和产品的浓度变化是化学计量式测量系数关系，也就是说，将一定的容积过程或化学反应速度描述为不同的络合成分，反应率和测量系数的比率是相同的。如果以浓度表示：a: (a)，a: (a)，a: 1/31/2，实验研究表明，相对应的速率取决于物质的浓度和温度，反应率根据以下方程一致，是一个称为力动力学方程的经验方程。力动力学和双曲动力学方程式，在型式中，k称为反应速度常数。，是反应系列。1)力动态方程式，aA bB=rR sS对(定容)气体做出反应，分压与浓度成比例，因此也表示为分压。问题：化学反应速度表达式是以浓度表示的速度常数为Kc，以压力表示的速度常数为Kp的话，KC=KP，(3)基本反应基反应是指反应物分子一步一步直接转换成产品分子的反应。所有基元反应的反应速度都遵循质量作用规律。也就是说，根据化学计量，可以写反应速度方程。(4)反应系列反应系列：表示浓度函数中各组浓度的力数。反应的反应系列或总反应系列：在浓度函数中，表示每个组浓度的力数之和。对于可逆反应，有有正向反应的反应系列和有反向反应的反应系列。对于参考反应：aA bB=rR sS分子数：参考反应的反应物分子或离子数。对于基本反应，alpha必须是正整数，alpha是基本反应的分子数，不能大于3(根据碰撞理论，alpha不能大于3，必须是小于3的正整数)。分子数：反应系列-动力学中的和等浓度项的力，和分别称为成分a和成分b的反应系列 =n，n是基本反应的总反应系列。AR是a=kaca后者-rA=kACA 2，非标准反应：aA bB=rR SSA=n，n是非标准反应的总反应序列，此值可以是小于或等于3的任意数，和的值独立于测量系数a和b的值。值是通过实验测量的。注：区分反应系列和反应的分子数。同点：非基本反应的反应系列和基本反应的分子数，值n3；，仍被称为反应物a或b的反应系列。另一点：非强制反应n的值也可以是负值、0、小数。分子数是特定于基本反应的，非执行过程不能直接反映碰撞，所以不能说是单分子或双分子反应。反应系列的大小反映了相应物质浓度对反应速度的影响程度。系列越高，相应物质浓度的变化对反应速度的影响就越大。2，速度常数k，化学反应速度方程反映了浓度和温度的影响，浓度的影响反映在浓度项上，反应系列显示了反应速度对浓度变化的敏感程度。温度的影响由速度常数k实现。2.1反应速度常数通常反应速度常数KC和绝对温度t之间的关系可以用Arrhenius经验方程式表示。也就是说，k0是与反应速度常数具有相同单位的Ec化学反应的活化能，J/molRg气体常数，8.314J/(mol .k)，k称为常数，这意味着当反应温度不变时，k是常数，当反应温度变化更多时，它不再是常数。对于温度调节反应，k0不参考预系数或频率系数，因此根据与温度无关的常数、活化能e、过度状态理论，反应物生成产物超过一个能量垒。因此，e的值总是正数。，lnk和1/T是直线关系-e/r拦截倾斜lnk0，图2-1在不同温度下实验测量速度常数k，快照根据ping求出指前系数k0，根据线的斜率求出活化能e，给定反应速度和温度的关系在低温下比高温更敏感。速度常数k和活化能e的计算，选择几组不同的反应温度，在等温线和一定容量下获得均匀反应的实验数据，并相应求出相应的k值，得出活化能e的值。在大气压批处理反应器中，一次分解反应可以在400K和500K温度下表示为ra=23pA 2 molm-3s-1，其中pA的单位为kPa。寻找反应的活化能。二次不可逆反应：A B产品的反应速度方程式为：如果CA0=CB0，则积分结果为：示例1:0 时，纯气象成分a在定容间歇反应器中使用方程式做出反应，如下所示：A2.5P，实验测量数据如下：解决方案：如果t ，则pAe=0.02，也就是说，如果它是可逆反应，并且设置为一阶可逆反应，则只需用，-ln(pA-pAe)绘制t，在同一反应物中，根据各自的测量关系同时发生的过程就称为平行反应。如果这种反应按顺序发生，这种复合反应就称为串联反应。这些反应产物中，有一部分是被称为目的或主产物所需的对象，另一部分是副产品。得到目的产物的反应称为主反应，其馀的反应称为副反应。研究如何加快复合反应的反应速度，减少副作用的发生，改善产品分布，提高原料的利用率，是复合反应的目标。2.2.2复合反应，产出率：取得率：选择：回收率，取得率和选择，瞬时回收率：瞬时选择性：回答：d，回答：c，回答：b，回答：直线的坡率为(k1 k2)。瞬时可选性为，平行反应，积分：根据实验数据，通过(CP-CP0)对(CS-CS0)绘制，并得到斜率为k1/k2的直线。可以结合上述(k1 k2)确定k1和k2。产品分布如下。分离变量积分：相似：这样可以用Ci对t绘制，从而得到随时间变化的组浓度的分布曲线，如图2-8所示。如果、则瞬间可选性为：影响可见性和可选性的因素包括：E1 E2时E1-E2 0，温度升高时exp -(E1-E2)/rt增大，k1/k2升高，Sp增大；反之亦然。因此，增加温度有助于活化能的高反应。在A1 a2中，选择a1-a2 0会随着浓度的增加而增加Sp。反之亦然。如果A1=a2:产品分布由k1，k2唯一确定。方法是改变工作温度，使用催化剂。反应：对-拉分离变量积分：连续反应，a的材料平衡计算，例如，使用时间映射作为每个组的浓度，得到每个组的分布曲线。请参见图。可以得到与此最大浓度相对应的反应时间：2.3.1。膨胀系数膨胀系数是每次转换1摩尔反应物a时发生的反应物质的总摩尔量变化，即表达式中的n0，n是反应前后项目的总摩尔量。YA0是成分a的起始摩尔分数。如你所见，2.3等温转变过程，等分子反应收缩反应膨胀反应，速度表达式如下。2.3.2膨胀率表示反应物a全部转换后系统体积的变化率。它与反应的化学计量和系统的惯性量有关。2.3等温线可变容量过程，与膨胀系数的关系：2.3等温线可变容量过程，以下化学反应CH4 C2 H2=C2 H4 CH4 (I) (a) (b) (p) (I)反应前每个组的摩尔数为NIINA0=2mol；NB0=3mol；NP0=0，找到反应物a膨胀率。，解决方案2，解决方案1，3章全部反应过程，3.1概述基本概念流体单位：在反应器中材料的温度和浓度相同的流体组停留时间：在连续流动反应器中流体单位从反应器入口到出口经过的时间。反向混合：停留时间不同的流体单位之间的混合。反应时间：反应实际执行的时间，平均停留时间：进入反应器的材料颗粒的停留时间可以长也可以短，形成称为停留时间分布的时间分布，一般用平均停留时间来描述。空间速度：在指定条件下，在单位时间内进入核反应堆的材料体积等于多个反应器的体积，或在单位时间内通过单位反应器体积的材料体积。null:进入反应器的物料通过反应器体积所需的时间为。3.2间歇反应器，1，1，釜反应器特性，基本结构，特性：1，由于剧烈搅拌，反应器中物质浓度达到分子尺度的均匀性，排除了物质传递对反应器的影响；2、具有足够的传热条件，温度总是相同的，不管装置的传热问题；3，材料同时添加，同时反应停止，所有物品具有相同的反应时间。4，反应材料的间歇添加和去除，反应材料的温度和浓度等操作参数随时间而变化，不取决于空间位置，所有材料粒子在反应器内经历相同的反应时间，计算整个反应器的材料平衡，单位时间内的反应量=单位时间内的累积，2，间歇反应器数学模型，温度浓度，全部，在70 使用醇酸和己烯醇作为间歇釜和H2SO4作为催化剂进行缩聚生产，在cA0=4kmol.m-3中每天处理2400千克己二酸的情况下，每批的辅助生产时间为1小时，反应器充电系数为0.75(1)转换率分别为xa=0.5，0.6，0.8，0.9时，需要多少反应时间？(2)如果转换率为0.8，0.9，那么所需的反应器体积是多少？示例3-1，解决：(1)实现请求的转化率所需的响应时间随转化率的增加而急剧增加，如上结果所示。因此，在决定最终转化率时，必须考虑这种情况。(2)反应器体积计算xA=0.8点：tt=tr t=8.5 1=9.5h时间己二酸饲料FA0，己二酸相对分子质量为146，则加工体积为实际反应器体积VR:反应器有效体积VR(2)没有轴向上返回与上述假设一致的反应器，在同一时刻进入核反应堆的流体粒子在同一时刻离开反应器，所有粒子在同一时间停留在反应器中。特征：径向上项目的所有参数都相同，轴向更改继续进行。连续状态，每个截面的各种参数只是位置的函数，没有随着时间的变化；径向速度均匀，径向没有浓度分布。反应材料的停留时间相同。平分流反应器特性、平分流反应器、设计方程、dl、平分流反应器设计方程、图3-5平分流反应器图计算图、一次不可逆反应在一平分流反应器中进行，求出50 到70%反应转化率所需的空时间。如果V0=10m3/h，请找到reactor体积v。已知：示例2:解决方案：50 的反应速度常数反应时空和反应器体积，大气压和800 等温度下的二等分反应器中的以下气相反应，反应的速度方程如下：表达式的cT和cH分别为甲苯和氢的浓度(mol/L)。原料处理为2kmol/h，其中甲苯和氢的摩尔比为1。如果反应器的直径为50mm，请计算甲苯最终转化率为95%的反应器长度。例如，解决方案：是甲苯加氢的固定容量过程，原料甲苯和氢气的供应比例为1，即所需反应体积为：因此反应堆的长度为：2，555K和3kgf/cm2，AP，在已知供应中为30%A(没收)，解决方案：完全混合流模型：基本假设：径向混合和轴向反向混合到达最适合此假设的反应器，料件停留时间不均的反应物的所有参数径向相同，轴向也相同。也就是说，所有材料可以按出口值、直径小、流速大的管反应器-活塞流快速混合的连续釜反应器-整个混合流进行处理，3.2.3全混合流反应器(CSTR)continuousstirredonkreactor，CSTR(1)使用间歇操作，辅助时间为0.65h时，1，2-丙烷二醇的日产量是多少？(2)建议在正常状态下改变整个混合流的连续运行，其余条件保持不变。丙二醇-1，2的日产量是多少？(3)为什么这两种运营方式的产量不同？(？标题：解法：(1)原生不可逆反应：丙二醇浓度=丙二醇生产=，(2)稳态全混合流连续运行，丙二醇生产=，(3)连续釜在低反应物浓度下运行，因此反应速度慢，产量低。3.3.2具有相同或不同体积的n个完全混合器的系列，图3-8多罐串行运行图，1个不可逆恒容量反应的速度方程根据整个混合器反应器的设计方程变形，1个反应器的n个反应器为v，每个反应器的空白空间为，1个反应器为：2个反应器：2个反应器：最终出口浓度为第一个反应器入口.n:或，这样就形成了转化率，反应器开始和最终浓度，反应器数，单个反应器的空时间关系。根据一阶不可逆反应的