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化学反应工程陈甘棠第二章第三节第1页/共23页08三月2023恒容反应的瞬时收率为:

2）得率XP

:生成的目的产物P的摩尔数与着眼组分A的起始摩尔数之比得率、收率、转化率之间的关系为：

当xA=1时，第2页/共23页08三月20233）选择性SP：

生成目的产物P的摩尔数与生成某副产物S的摩尔数之比2、平行反应

从相同的反应物按各自的计量关系同时发生的几个反应称为平行反应。第3页/共23页08三月2023恒容、间歇反应器内进行的平行反应

设：

速率方程分别为：

第4页/共23页08三月2023反应物A总的反应速率-rA为：瞬时收率为：第5页/共23页08三月2023分析：

1)α=β时，则

即仅与T有关，在等温反应时，讨论：T水平的高低对和有何影响？第6页/共23页08三月2023代入上式

第7页/共23页08三月20232)α≠β时，

第8页/共23页08三月2023积分第9页/共23页08三月20233、串联反应

不可逆串联反应：

特点：①无论目的产物是P还是S,提高A的转化率总是有利的。②目的产物若为S,可加速两个反应，目的产物若为P,应尽量加大前一反应，而减弱后一反应，则P出现极大值。第10页/共23页08三月2023以一级反应为例，各组分的速率方程为：

（1）（2）（3）（1）式积分得：（4）将（4）式代入（2）式，积分得：第11页/共23页08三月2023根据物料衡算有：

设cp0=cs0=0第12页/共23页08三月2023当Cp取得最大时，反应时间t*

则第13页/共23页08三月2023CA0CAtoptCp,maxCPCSt0第14页/共23页08三月2023解得：

km——对数平均速率常数当k1=k2时，

得第15页/共23页08三月2023用转化率来表示瞬时收率第16页/共23页08三月2023令k2/k1=B，则采用常数变易法求解：第17页/共23页08三月2023由dCp/dxA=0,得

第18页/共23页08三月2023

可见，P的最大得率随比值k2/k1的下降而增大，且相应于此最大得率的转化率xA亦增大，因此，对于这类不可逆一级串联反应，为了提高中间产物P的得率，应尽可能降低k2/k1的值。第19页/共23页08三月20234、反应网络

反应网络：由平行反应和串联反应组合在一起的更为复杂的复合反应称为反应网络

例：

ABCDk1k2k3k4k5

设各个反应均为一级不可逆反应，以各组分表示的反应速率分别为：第20页/共23页08三月2023组分D可由总物料衡算求得，通常可简化处理。

第21页/共23页08三月2023例如：最简单的催化裂化反应模型为：

重质油

汽油

焦炭+轻质气体

集总法

:将性质近似的反应组分进行合并，把

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