理想流动反应器中多重反应的选择率

1、3-8 理想流动反应器中多重反应的选择率理想流动反应器中多重反应的选择率1平行反应 - 一个反应物一个反应物1. 温度效应温度效应nRTEAACekr/0AL(主反应)M(副反应)12提高温度对活化能高的反应有利提高温度对活化能高的反应有利降低温度对活化能低的反应有利降低温度对活化能低的反应有利若若E E1 1EE2 2, , 则在较高温度下进行则在较高温度下进行若若E E1 1Enn2 2, , 较高反应物浓度较高反应物浓度对主反应有利对主反应有利若若n n1 1nn2, m1m2CA, CB 都高都高n1n2, m1m2CA高高, CB低低n1n2, m1n2, m1m2CA, CB 都高

2、都高n1n2, m1n2, m1EE2 2, , 则在较高温度下进行则在较高温度下进行若若E E1 1Enn2 2, , 增加初浓度增加初浓度C CA0A0若若n n1 1nn2 2, , 降低初浓度降低初浓度C CA0A0若若n n1 1=n=n2 2, , 初浓度的变化对选择性无影响初浓度的变化对选择性无影响3. 转化率转化率CL/CA随随xA的增大而增大的增大而增大L的瞬时选择性下降的瞬时选择性下降转化率过高，选择性降低转化率过高，选择性降低工业上分离再循环工业上分离再循环3-8 理想流动反应器中多重反应的选择率理想流动反应器中多重反应的选择率3. 流动类型的影响流动类型的影响对于不可逆

3、的连串反应且以反应的中对于不可逆的连串反应且以反应的中间物为目的产物时，返混总是对选择间物为目的产物时，返混总是对选择性不利性不利左左左左右右左左3-8 理想流动反应器中多重反应的选择率理想流动反应器中多重反应的选择率连串反应的最佳反应时间与最大收率连串反应的最佳反应时间与最大收率)()(210121tktkALeeCkkkC间歇反应器或平推流反应器1212)/ln(kkkktopt最佳反应时间最佳反应时间0dtdCL最大出口浓度最大出口浓度最大收率最大收率122)()(210maxkkkALfkkCC122)(21maxkkkkkY(*)一级不可逆连串反应，不论采用哪一种反应器，主产物一级不

4、可逆连串反应，不论采用哪一种反应器，主产物最大收率与反应物初浓度无关，只与最大收率与反应物初浓度无关，只与k k2 2/k/k1 1的比值有关。的比值有关。)1)(1 (2110mmmALfkkkCC全混流反应器211)(kkoptm最佳反应时间最佳反应时间0dtdCL最大出口浓度最大出口浓度最大收率最大收率2210max)1 ()(kkCCALf(*)221max)1 (1kkY(*)3-8 理想流动反应器中多重反应的选择率理想流动反应器中多重反应的选择率(a) 平推流平推流 (b) 全混流全混流1. xA,k2/k1相同时，相同时，BSTR和和PFR比比CSTR好好2. k2/k11, 高

5、转化率下操作高转化率下操作习题解答提示3-2 提示提示2ABAAkCCkCr00BACCDCBA)1 (0AfAAfxkCxt习题解答提示3-4 3-4 提示提示平推流平推流11111lnAxtk22221AAxxtk全混流全混流21tt RTEekk/0) 1 ()2(12/0/012RTERTEekekkk（1）（2）习题解答提示LmolCA/5 . 10 . 32103-5 3-5 提示提示LmolCB/0 . 10 . 2210000RPCC8 . 0Bfx533. 05 . 18 . 00 . 100ABfBAfCxCx)1 (0AfAAxCC)1 (0BfBBxCCBfBRPxCC

6、C0fAAfARrxCVV)(00AfARPBAxCCCCCV007 . 18200201VVV习题解答提示3-8 3-8 提示提示AfAfAfAfAAfAAfARAAfAfAAfARxkxkxxCkxCkxCCkCkxCrxCVV210201021000)1 ()1 ()(21210121313231kkkkVVR2121021212121kkkkVVR.0102VV习题解答提示3-9 3-9 提示提示APAPdCdCrryACCAACCAAAACCAPPdCCkkdCCkCkCkdCrrCAfAAfAAfA000122211111. A+( )=(A)2. (A)=(B)+S3. (B)=

7、B+( )1为控制步骤时：为控制步骤时：*1111MMLLBBAAiniPbPbPbPb*1MMLLBBAAAAAPbPbPbPbPbBBPP *SPS不被吸附，分母中没有不被吸附，分母中没有pSBpSBAKPPKPPP*BBpSBApSBAdAaBBAAAAdAaAdAaAPbKPPbKPPbkPkPbPbPbkPkkPkr11*0请考虑化学反应请考虑化学反应CBAD催化剂该反应在全混流反应器中进行，反应温度为该反应在全混流反应器中进行，反应温度为20，液料的体积流量为，液料的体积流量为0.5m3/h, CA0=96.5mol/m3, CB0=184mol/m3,催化剂催化剂的浓度的浓度CD

8、=6.63mol/m3。实验测得该反应的速。实验测得该反应的速度方程为：度方程为： rA=kCACD式中式中k=1.15*10-3m3/(mol.ks)。若要求。若要求A的转的转化率为化率为40%，试求反应器的体积。，试求反应器的体积。解：设解：设A的转化率为的转化率为x，则有：，则有：DAACxkCr)1 (0对于全混流反应器，应有：对于全混流反应器，应有：DDAAAACxkxCxkCxCrxxC)1 ()1 ()(0000hks28.244 .87)63. 6)(4 . 01)(1015. 1 (40. 033014.1228.245 . 0mVVR某二级液相反应某二级液相反应A+BC，已

9、知，已知CAo=CBO ，在间歇反应器中达到在间歇反应器中达到x=0.99，需反应的时，需反应的时间为间为10min,问：问：(1) 在全混流反应器中进行时，在全混流反应器中进行时， 应为多少？应为多少？(2) 在两个串联全混流反应器在两个串联全混流反应器( (反应体积相反应体积相等等) )中进行时，又是多少？中进行时，又是多少？例题mm0009 . 9)99. 01 (1099. 0)1 (AAACCxCxk（）在单个（）在单个CSTR中中20)1 (xkCxA解：解：在间歇反应器中，对二级反应在间歇反应器中，对二级反应020209900)99. 01 (99. 0)1 (AAACCxCxk

10、min10000VVRm(1)=(2) 则(1)(2)(2)两个CSTR串联2212022)1 (AAoAARxkCxxVV12120100)1 (RAAAAVxkCxCV211011)1 (AAoARxkCxVV222201200)1 ()(RAAAAAVxkCxxCVCSTR-1:CSTR-1:RRRVVV21220021)1 (AARAAxkCVVxx(3)(4)min2 .796 .39220VVR6 .390VVR代入代入(3)例题对平行对平行-串联反应串联反应BRRTBARTCCekrSBRCCekrRBA)/(1673682022)/(125526101选取最佳的操作方式。选取最佳的