化学反应工程期末任课老师总结重点知识点

第第1页共1页化学反应工程期末任课老师总结重点知识点1、化学反应分类：（按相类分类）均相反应，非均相反应，（按操作分类）间歇操作，连续操作，半连续操作。2、反应器分类：⑴管式反应器，一般长径比大于30⑵槽式反应器，一般高径比为130之间；按传热条件分类：等温反应器，绝热反应器，非等温、非绝热反应器3、化学反应速率：4、化学反应动力学方程：阿累尼乌斯关系：5、反应级数：m,n：A,B组分的反应级数，m+n为此反应的总级数。如果反应级数与反应组份的化学计量系数相同，即m=a并且n=b，此反应可能是基元反应。基元反应的总级数一般为1或2，极个别有3，没有大于3级的基元反应。6、有如下基元反应过程,请写出各组分生成速率与浓度之间的关系。7、动力学方程的方法：积分法、微分法8、化学反应器的设计基础：按混淆分类：间歇反应器,平推流反应器（理想置换反应器、活塞流反应器）,全混流反应器9、间歇反应器的特点：①由于剧烈搅拌、混合，反应器内有效空间中各位置的物料温度、浓度都相同；②由于一次加料，一次出料,反应过程中没有加料、出料,所有物料在反应器中停留时间相同，不存在不同停留时间物料的混合，即无返混现象；③出料组成与反应器内物料的最终组成相同；④为间歇操作，有辅助生产时间。一个生产周期应包括反应时间、加料时间、出料时间、清洗时间、加热（或冷却）时间等。10、间歇反应器设计步骤：①由式计算反应时间tr；②计算一批料所需时间t；t=tr+t'③单位时间处理物料的体积V0；④计算反应器有效容积/R；⑤计算反应器总体积VR11、理想平推流反应器特性:⑴由于流体沿同一方向，以相同速度向前推进，在反应器内没有物料的返混，所有物料在反应器中的停留时间都是相同的；⑵在垂直于流动方向上的同一截面，不同径向位置的流体特性（组成、温度等）是一致的；⑶在定常态下操作，反应器内状态只随轴向位置改变，不随时间改变。实际生产中对于管径较小、长度较长、流速较大的管式反应器，列管固定床反应器等，常可按平推流反应器处理。12、膨胀因子：13、膨胀因子影响：bA>0是摩尔数增加的反应，反应体积增加。bA<0是摩尔数减少的反应，反应体积减小。SA=0是摩尔数不变的反应，反应体积不变。14、膨胀率：A组分的膨胀率等于物系中A组分完全转化所引起的体积变化除以物系的初始体积。15、膨胀因子与膨胀率的关系16、计算eA：例：⑴A2P£A=(2-1)/1=1(2)若开始时有50%惰性气体时：反应开始时：Almol，惰性气体Imol,共2mol；反应结束后：P2mol,惰性气体1mol,共3mol£A=(3-2)/2=0、517、全混流反应器特性：⑴物料在反应器内充分返混；⑵反应器内各处物料参数均一；⑶反应器的出口组成与器内物料组成相同；⑷连续、稳定流动，是一定态过程。18、自催化反应：特点:反应产物能对该反应过程起催化作用；通常卜2值远大于人；反应速率随反应物A的浓度的增大，先增大，后减小。19、自催化反应最适合用全混流串接平推流反应器20、温度对选择性的影响(浓度不变时)①当El>E2时，E1-E2>0,随着温度的上升，选择性SP上升，可见高温有利于提高瞬时选择性；②当E1<E2时，E1-E2<0,随着温度的上升，选择性SP下降，可见降低温度有利于提高瞬时选择性。总之，升高温度对活化能大的反应有利，若主反应活化能大，则应升高温度，若主反应活化能低，则应降低温度。21、浓度对选择性的影响(温度不变时)当主反应级数大于副反应级数，即a1〉a2,bl〉b2时，升高浓度，使选择性增加，若要维持较高的cA、cB,则应选择平推流反应器、间歇反应器或多釜串联反应器22、反应级数大小浓度要求适宜反应器加料方式。1>。2；01>02。人，。8均大间歇反应器平推流反应器瞬间加入所有的A和BA,B同时连续进料a1<a2；B1>02cA小，。8大间歇反应器平推流反应器B全部加入，滴加人8连续加入，A分段加入。1〉。2；01<02。人大，cB小间歇反应器平推流反应器A全部加入，滴加8人连续加入，B分段加入a1<a2；01<02cA,cB均小间歇反应器全混流反应器A,B同时滴加人，B同时连续进料23、示踪讯号的输入方法有：⑴阶跃输入法⑵脉冲输入法24、催化剂的作用：⑴催化剂的加入可以改变反应速率。其本身在反应前后不发生变化。其中加快反应速率的叫正催化剂,减慢反应速率的叫负催化剂。⑵对于可逆反应催化剂的加入，不能改变反应的平衡。⑶对于同一可逆反应，催化剂可以同样的比例同时改变正逆反应的速率。⑷催化剂对反应过程有良好的选择性。25、气固相催化反应的7个步骤、3个过程：⑴反应物由气流主体扩散到催化剂外表面；⑵反应物由催化剂外表面扩散到内表面；⑶反应物在催化剂表面活性中心上吸附；⑷吸附在活性中心的反应物进行化学反应；⑸产物在催化剂表面活性中心上脱附；⑹产物由催化剂内表面扩散到外表面；⑺产物由催化剂外表面扩散到气流主体。⑴，⑺为外扩散过程⑵，⑹为内扩散过程⑶,⑷,⑸为化学动力学过程26、固体催化剂主要包括：活性组分、载体、助催化剂和抑制剂。一个好的催化剂必须具有高活性、高选择性、高强度和长寿命等特点27、催化剂的主要制备方法有哪些？固体催化剂主要制备方法有：浸渍法，沉淀法，离子交换法，共混合法，滚涂法，溶蚀法，热熔法，沥滤法，络合催化剂的固载化法。28、物理吸附和化学吸附项目物理吸附化学吸附结合力范德华力化学键选择性弱强吸附层次多层吸附单层吸附吸附热接近被吸附物质的冷凝热接近反应热吸附温度通常低于沸点温度可高于沸点温度29、分子扩散：二元组分扩散系数30、混合组分扩散系数yii组分的摩尔分数DAiA组分对i组分的二元扩散系数31、克努森扩散T系统温度M扩散物系的相对分子量d0微孔孔径综合扩散：在定态下进行等分子反向扩散时：32、固定床反应器类型：（1）绝热式：单段绝热式固定床、多段绝热式固定床（2）换热式：对外换热式固定床、自热式固定床33、流态化的不正常现象：沟流、节流34、反应器内径：VG：气流的体积流量m3s