反應(yīng)工程考點(diǎn)總結(jié)

1、1.BR的特點(diǎn)：1） 由于充分?jǐn)嚢?、混合，以至于反?yīng)器有效容積內(nèi)各個(gè)位置物料的特性（T+C）都相同。2） 由于是一次投料和一次放料，在反應(yīng)過(guò)程中既無(wú)物料的加入，也無(wú)物料的放出，則在反應(yīng)器內(nèi)所有物料的空間停留時(shí)間相同，無(wú)空間停留時(shí)間不同的無(wú)聊之間的混合，即不存在反混。3） 反應(yīng)器出料口的物料組成與反應(yīng)器內(nèi)最終得到的物料組成相同。4） 間歇操作過(guò)程存在輔助生產(chǎn)時(shí)間。2.PFR的特點(diǎn)：1） 由于物料都是沿著同一方向、且同一速度在反應(yīng)器內(nèi)向前推進(jìn)，則所有物料流出反應(yīng)器的時(shí)間都相同。2） 在垂直流動(dòng)方向的任意一截面上，不同徑向位置的物料的特性一致，即不存在反混。3） 在定常態(tài)下操作，反應(yīng)器內(nèi)狀態(tài)只隨軸向

2、位置改變，不隨t改變。3.CSTR特點(diǎn)：1） 物料在反應(yīng)器內(nèi)充分反混。2） 反應(yīng)器內(nèi)各處物料參數(shù)均一。3） 反應(yīng)器的出口組成與器內(nèi)物料組成相同。4） 反應(yīng)過(guò)程中連續(xù)進(jìn)料出料，是一定常態(tài)操作。4.化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)研究的主要內(nèi)容：1） 化學(xué)的-化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特性的研究。2） 物理的-流動(dòng)、傳遞過(guò)程對(duì)反應(yīng)的影響的研究。3） 工程的-反應(yīng)器的設(shè)計(jì)計(jì)算、過(guò)程的分析及最優(yōu)化。5.利用數(shù)學(xué)模型解決化學(xué)工程問(wèn)題的基本步驟：1） 小試研究化學(xué)反應(yīng)規(guī)律。2） 大型冷模實(shí)驗(yàn)研究傳遞過(guò)程規(guī)律。3） 通過(guò)計(jì)算機(jī)或其它手段綜合化學(xué)反應(yīng)規(guī)律與傳遞過(guò)程規(guī)律，預(yù)測(cè)大型反應(yīng)器的特性，尋找優(yōu)化條件。4） 熱模檢驗(yàn)數(shù)學(xué)模型的等效性。6

3、.氣固相催化反應(yīng)的七個(gè)步驟、三個(gè)過(guò)程：1） 反應(yīng)組分從氣流主體擴(kuò)散到催化劑外表面。2） 反應(yīng)組分從催化劑外表面擴(kuò)散到催化劑的內(nèi)表面。3） 反應(yīng)組分在催化劑活性表面中心上吸附。4） 吸附在表面活性中心上的反應(yīng)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。5） 產(chǎn)物在催化劑表面活性中心上脫附。6） 產(chǎn)物從催化劑的內(nèi)表面擴(kuò)散到催化劑的外表面。7） 產(chǎn)物從催化劑的外表面擴(kuò)散到氣流主體。其中1）、7）過(guò)程是外擴(kuò)散過(guò)程，2）、6）是內(nèi)擴(kuò)散過(guò)程，3）、4）、5）是化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程。7.動(dòng)力學(xué)方程的實(shí)驗(yàn)測(cè)定時(shí)，有采用循環(huán)反應(yīng)器的，為什么？由于循環(huán)反應(yīng)器的行為與CSTR的相同，可以得到反應(yīng)速率的點(diǎn)數(shù)據(jù)，而且反應(yīng)器進(jìn)口濃度差比較大，對(duì)分析精

4、度要求不很高。8.化學(xué)反應(yīng)式與化學(xué)計(jì)量方程有何異同？化學(xué)反應(yīng)式中計(jì)量系數(shù)與化學(xué)計(jì)量方程中的計(jì)量系數(shù)有何關(guān)系？化學(xué)反應(yīng)式中計(jì)量系數(shù)恒為正值，化學(xué)計(jì)量方程中反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量系數(shù)與化學(xué)反應(yīng)式中的系數(shù)互為相反數(shù)，而產(chǎn)物的二者相同。9.朗格繆爾吸附模型的基本假設(shè)條件有哪些？1） 催化劑表面的活性中心分布是均勻的，即催化劑表面各處的吸附能力是均一的。2） 每個(gè)活性中心只能吸附一個(gè)氣相分子，即單層吸附。3） 吸附活化能和脫附活化能與表面的吸附程度無(wú)關(guān)。4） 被吸附的分子之間互不影響，也不影響空位對(duì)氣相分子的吸附，即吸附分子間無(wú)作用力。10.工業(yè)上處理催化劑失活的方法有：1） 改進(jìn)催化劑。 2）采用“中期活性

5、”或安全系數(shù)設(shè)計(jì)反應(yīng)器。3）嚴(yán)格控制操作條件。4）優(yōu)化操作，來(lái)彌補(bǔ)由于失活造成的生產(chǎn)能力的下降。11.如何用實(shí)驗(yàn)方法判定氣固相催化反應(yīng)內(nèi)、外擴(kuò)散的影響及消除方法？1）當(dāng)用不同粒度的催化劑顆粒測(cè)定的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)一致時(shí)，認(rèn)為消除了內(nèi)擴(kuò)散的影響。2）當(dāng)氣體線速度對(duì)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)不產(chǎn)生影響時(shí)，認(rèn)為消除了外擴(kuò)散的影響。3）內(nèi)擴(kuò)散消除方法是將催化劑粉碎；外擴(kuò)散消除方法是改變通過(guò)催化劑床層氣體的線速度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。12.什么是宏觀反應(yīng)速率的定義式？什么是宏觀反應(yīng)速率的計(jì)算式？?jī)烧哂泻萎愅?)定義式 計(jì)算式兩者都反映了宏觀反應(yīng)速率與本征反應(yīng)速率之間的關(guān)系。2)顆粒內(nèi)的實(shí)際反應(yīng)速率受顆粒內(nèi)濃度、溫度分布的影響，用定義式

6、是難以計(jì)算的。3）計(jì)算式將過(guò)程概括為顆粒表面反應(yīng)速率與效率因子的關(guān)系，而效率因子通過(guò)顆粒內(nèi)擴(kuò)散及濃度、溫度分布的規(guī)律是可以計(jì)算的，從而得到總體顆粒的宏觀速率。13.積分法求取動(dòng)力學(xué)方程的思路：(1)首先根據(jù)對(duì)該反應(yīng)的初步認(rèn)識(shí)，先假設(shè)一個(gè)不可逆反應(yīng)動(dòng)力學(xué)方程，如(-rA)=kf' (cA)，經(jīng)過(guò)積分運(yùn)算后得到，f(cA)=kt的關(guān)系式。例如，一級(jí)反應(yīng)。(2)將實(shí)驗(yàn)中得到的ti下的ci的數(shù)據(jù)代f(ci)函數(shù)中，得到各ti下的f(ci)數(shù)據(jù)。(3)以t為橫座標(biāo)，f(ci)為縱座標(biāo)，將ti-f(ci)數(shù)據(jù)標(biāo)繪出來(lái)，如果得到過(guò)原點(diǎn)的直線，則表明所假設(shè)的動(dòng)力學(xué)方程是可取的(即假設(shè)的級(jí)數(shù)是正確的)，

7、其直線的斜率即為反應(yīng)速率常數(shù)k。否則重新假設(shè)另一動(dòng)力學(xué)方程，再重復(fù)上述步驟，直到得到直線為止。14.試分析內(nèi)擴(kuò)散對(duì)平行獨(dú)立反應(yīng)、平行反應(yīng)以及連串反應(yīng)的選擇性的影響？15.化學(xué)反應(yīng)速率r的定義？各個(gè)組分分別定義的反應(yīng)速率rI之間的關(guān)系？1）化學(xué)反應(yīng)速率：?jiǎn)挝惑w積內(nèi)反應(yīng)程度隨時(shí)間的變化率。2）各個(gè)組分的反應(yīng)速率之間的比例等于各組分的化學(xué)計(jì)量方程的計(jì)量系數(shù)之比。3）反應(yīng)物的生成速率、產(chǎn)物的消耗速率為負(fù)值，反應(yīng)物的消耗速率、生成物的生成速率為正值。16.根據(jù)下圖分析不同轉(zhuǎn)化率時(shí)自催化反應(yīng)應(yīng)采用PFR、CSTR哪一種？為什么？答：低轉(zhuǎn)化率，CSTR較優(yōu)高轉(zhuǎn)化率，PFR較優(yōu)低轉(zhuǎn)化率，CSTR較優(yōu)17. 根

8、據(jù)下圖分析為什么間歇操作平行反應(yīng)采用以下不同操作方式？18軸向擴(kuò)散模型的基本假設(shè)：1）流體沿軸向有參數(shù)變化，徑向參數(shù)均一。2）流體流動(dòng)主流為平推流，但疊加一逆向渦流擴(kuò)散。3）逆向渦流擴(kuò)散遵循費(fèi)克定律且在整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)軸向擴(kuò)散系數(shù)為一常數(shù)。19.多級(jí)（N）混合槽模型中模型類別判定：1)當(dāng)N=1時(shí)，多級(jí)混合槽模型的停留時(shí)間分布函數(shù)與CSTR相同。2）當(dāng)N趨近于無(wú)窮大時(shí)，多級(jí)混合槽模型的停留時(shí)間分布函數(shù)與PFR相同。3）當(dāng)N在零與無(wú)窮大之間時(shí)，多級(jí)混合槽模型的停留分布時(shí)間函數(shù)屬于非理想流動(dòng)反應(yīng)器。20.不同理想流動(dòng)反應(yīng)器類型與散度之間關(guān)系：1）完全不返混時(shí)散度等于零。 2）充分返混時(shí)，散度等于1.3）若反應(yīng)器處于部分返混時(shí)，即非理想流動(dòng)時(shí)，其散度大于零，小于1。（通過(guò)散度可以容