理想流动反应器组合比较PPT学习教案

1、会计学1理想流动反应器组合比较理想流动反应器组合比较2021-10-172第1页/共32页2021-10-1732.5 理想流动反应器的组合与反应器体积比较理想流动反应器的组合与反应器体积比较2.5.1 理想流动反应器的组合理想流动反应器的组合 工业生产过程中为了满足一定的需要经常将工业生产过程中为了满足一定的需要经常将平推流平推流反应器和反应器和全混流全混流反应器按一定方式进行反应器按一定方式进行组合。下面讨论组合。下面讨论等温、恒容过程等温、恒容过程两个两个体积相同体积相同的理想反应器的理想反应器并联或串联并联或串联组合进行组合进行一级不可逆一级不可逆反应反应的几种情况。的几种情况。 各种

2、组合方式如图所示。各种组合方式如图所示。第2页/共32页2021-10-174afedcbg第3页/共32页2021-10-175设进料流量为设进料流量为V0，反应物初始浓度为，反应物初始浓度为cA0，各反，各反应器体积均为应器体积均为VR。 考察各种组合反应器所能达考察各种组合反应器所能达到的出口浓度。到的出口浓度。反应速率：反应速率：rA=kcA(一级不可逆单反应）一级不可逆单反应）停留时间：停留时间：=VR/V0MFR：PFR：A0Afcc1kkAfA0cc e第4页/共32页2021-10-176（a）两全混流反应器并联）两全混流反应器并联流入每个反应器的流量为流入每个反应器的流量为V

3、0/2，每个反应器的出，每个反应器的出口浓度口浓度相等且等于混合出口浓度相等且等于混合出口浓度。 （b）两全混流反应器串联）两全混流反应器串联2k1c2VVk1ccA00RA0a ,Af2A00RA1b .Afk1cVVk1ccA0A1cc1k (1+k)2=1+2k+(k)21+2kcAf,acAf,b第5页/共32页2021-10-177k1eck1ecVVk1cckA0VVkA00RA1c .Af0Rek1+kcAf,c1+ke-k1/(1+k)2kA0VVkA1f .Afececc0RcAf,f=cAf,ecAf,ecAf,d第7页/共32页2021-10-179)2k1cec ( 5

4、 . 0cA02kA0g ,Af2100212kAAAACC eCCk第8页/共32页2021-10-1710 xA=1-cAf/cA0第9页/共32页2021-10-1711第10页/共32页2021-10-1712RRpRMRmVVVV，2.5.2 理想流动反应器体积比较理想流动反应器体积比较间歇反应器体积；平推流反应器体积；全混流间歇反应器体积；平推流反应器体积；全混流反应器体积；多级全混流反应器体积。反应器体积；多级全混流反应器体积。分别表示：分别表示：基本条件 00,AAfV Cx等等温温、等容过程等容过程，且，且 相同。相同。第11页/共32页2021-10-1713000AfxA

5、RAAdxVtCtrVAfA0A00AxRdxVV Cr间歇反应器间歇反应器 AfA0A00AxRpdxVV Cr00()AAfRMAfV CxVr平推流反应器平推流反应器全混流反应器全混流反应器第12页/共32页2021-10-1714反应速率：反应速率：rA=kcAncA ，rA ，（，（1/rA ）；cA ，xA，rA，（，（1/rA ）第13页/共32页2021-10-1715()AfAfxr1Afr1Afr1Afr0AfxAAdxrxAxAfxAfxAfxAxA第14页/共32页2021-10-1716RpRVVRpRVV=RpRMVV1AAxr000000000()AfXARpAA

6、AAfRMAAAfdxVV CV COABDrxVV CV COCBDrRMRpVV1）2）作作曲线曲线AB 转化率越大，两者的差距较大转化率越大，两者的差距较大，可采用低转化率操作。可采用低转化率操作。xAxAf1Ar1Afr0AfxAAdxr()AfAfxrOABDC第15页/共32页2021-10-1717第16页/共32页2021-10-1718RpRmVV01/111RmmAmmVVkx011RpAfVVlnkx1/11111RmmAfRpAmVmlnxVx3） 当为当为一级不可逆反应一级不可逆反应，各级，各级体积相同体积相同时，有时，有 等体积多级全混流反应器串联的总反应体积与单个

7、平推流等体积多级全混流反应器串联的总反应体积与单个平推流反应器体积之比为反应器体积之比为 第17页/共32页2021-10-1719RmRpVV1AfxAfxRmRpVVAfxRmRpVV(1)A fx越 小 。RpRmVV以以为纵坐标，为纵坐标，m为参变数作图为参变数作图。越大，越大，（2）当当一定时一定时:越小，接近于平推流。越小，接近于平推流。对于二级不可逆反应对于二级不可逆反应的关系见图的关系见图。为横坐标，为横坐标，越大越大,远离平推流。远离平推流。m越大，越大，（3）当）当k一定时一定时:m越大越大，则，则如图如图319所示所示，结论如下结论如下：（1）当）当 m 一定时一定时:虚

8、线表明虚线表明k一定时，反应器级数不同，所得最终转化率一定时，反应器级数不同，所得最终转化率也不同。也不同。 第18页/共32页2021-10-1720第19页/共32页2021-10-1721第20页/共32页2021-10-1722第21页/共32页2021-10-1723第22页/共32页2021-10-1724第23页/共32页2021-10-1725反应速率：反应速率：rA=kcAncA ，xA，rA ，（，（1/rA ） 第24页/共32页2021-10-17261Afr()AfAfxrxAxAf0AfxAAdxr1Afr1AfrxAxAxAfxAf第25页/共32页2021-10-1727第26页/共32页2021-10-1728MFR+PFR PFR MFR1AfrxA0 xAfxAfxAfxA0 xA01Afr1AfrxAm第