緒論．化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備概述

緒論化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備概述化學(xué)反應(yīng)器的分類

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備概述任何化學(xué)品的生產(chǎn)，都離不開三個(gè)階段：原料預(yù)處理、化學(xué)反應(yīng)、產(chǎn)品精制?；瘜W(xué)反應(yīng)過程是化工生產(chǎn)過程的核心物理過程的原理和操作設(shè)備——《流體流動(dòng)與傳熱》和《傳質(zhì)與分離技術(shù)》化學(xué)反應(yīng)過程的原理和反應(yīng)設(shè)備——《化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備》，屬于化學(xué)反應(yīng)工程的范疇

化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備的研究目的研究目的：使化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的反應(yīng)過程最優(yōu)化。

（1）設(shè)計(jì)最優(yōu)化：由給定的生產(chǎn)任務(wù)，確定反應(yīng)器的型式和適宜的尺寸及其相應(yīng)的操作條件（2）操作最優(yōu)化：在反應(yīng)器投產(chǎn)運(yùn)行之后，還必須根據(jù)各種因素和條件的變化作相應(yīng)的修正，以使它仍能處于最優(yōu)的條件下操作從實(shí)驗(yàn)室開發(fā)到工業(yè)生產(chǎn)存在放大效應(yīng)。在工業(yè)反應(yīng)器中實(shí)際進(jìn)行的過程不但包括有化學(xué)反應(yīng)，還伴隨有各種物理過程，如熱量的傳遞、物質(zhì)的流動(dòng)、混和和傳遞等，所有這些傳遞過程使得反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生溫度分布和濃度分布，從而影響反應(yīng)的最終結(jié)果?；瘜W(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備的研究?jī)?nèi)容化學(xué)動(dòng)力學(xué)特性的研究：在實(shí)驗(yàn)室的小反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，完全排除傳遞過程的影響。流動(dòng)、傳遞過程對(duì)反應(yīng)的影響

處理整個(gè)反應(yīng)工程的問題需要具備三個(gè)方面的知識(shí)（三傳一反）：a.化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律（反應(yīng)動(dòng)力學(xué)）；b.傳遞過程的規(guī)律（質(zhì)量、熱量和動(dòng)量的傳遞）；c.上述兩者的結(jié)合。作用：（1）反應(yīng)器的合理選型（2）反應(yīng)器操作的優(yōu)選條件（3）反應(yīng)器的工程放大化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備的研究作用以相似論和因次論為基礎(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)法基本程序：確定影響因素；用因次分析法確定準(zhǔn)數(shù)；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸，得出準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式；根據(jù)相似論，用準(zhǔn)數(shù)關(guān)聯(lián)式進(jìn)行放大。化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備的基本研究方法

數(shù)學(xué)模型法

數(shù)學(xué)模型方法用數(shù)學(xué)模型來分析和研究化學(xué)反應(yīng)過程與設(shè)備的工程問題。數(shù)學(xué)模型就是用數(shù)學(xué)語言來表達(dá)過程各種變量之間的關(guān)系。數(shù)學(xué)模型方法的一般過程:基本特征是過程的分解和過程的簡(jiǎn)化將化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行的過程分解為化學(xué)反應(yīng)過程和物理傳遞過程，然后分別研究化學(xué)反應(yīng)規(guī)律和傳遞過程規(guī)律。經(jīng)過合理簡(jiǎn)化，這些子過程都能建立數(shù)學(xué)方程表述，化學(xué)反應(yīng)過程的性質(zhì)、行為和結(jié)果通過方程的聯(lián)立求解獲得。

合理地簡(jiǎn)化來源于對(duì)過程有深刻的、本質(zhì)的理解。要求：不失真；能滿足應(yīng)用的要求；能適應(yīng)當(dāng)前實(shí)驗(yàn)條件，以便進(jìn)行模型鑒別和參數(shù)估值；能適應(yīng)現(xiàn)有計(jì)算機(jī)的能力。數(shù)學(xué)模型方法的實(shí)質(zhì)將復(fù)雜的實(shí)際過程按等效性原則做出合理的簡(jiǎn)化，使之易于數(shù)學(xué)描述。實(shí)驗(yàn)是基礎(chǔ)，數(shù)學(xué)方法和計(jì)算技術(shù)是成功的關(guān)鍵。按物料的聚集集狀態(tài)分均相：氣氣相：如石油油烴管式裂解解爐液相：如乙酸酸丁酯的生產(chǎn)產(chǎn)非均相：g-l相相：如苯的烷烷基化g-s相：如如合成氨l-l相：如如已內(nèi)酰胺縮縮合l-s相：如如離子交換g-l-s相相：如焦油加加氫精制實(shí)質(zhì)是按宏觀觀動(dòng)力學(xué)特性性分類，相同聚集狀態(tài)態(tài)反應(yīng)有相同同的動(dòng)力學(xué)規(guī)規(guī)律。均相反應(yīng)，反反應(yīng)速率主要要考慮溫度、、濃度等因素素，傳質(zhì)不是是主要矛盾；；非均相反應(yīng)過過程，反應(yīng)速速率除考慮溫溫度、濃度等等因素外還與與相間傳質(zhì)速速率有關(guān)?；瘜W(xué)反應(yīng)器的的分類（a）管式式反應(yīng)器；（b）釜式反反應(yīng)器；（c）板式塔塔；（d）填料塔塔；（e）鼓泡塔塔；（f）噴霧塔塔；（g）固定床床反應(yīng)器；（（h）流化床床反應(yīng)器；（（i）移動(dòng)床床反應(yīng)器；（j）滴流床床反應(yīng)器實(shí)質(zhì)是按傳遞遞過程的特征征分類，相同結(jié)構(gòu)反應(yīng)應(yīng)器內(nèi)物料具具有相同流動(dòng)動(dòng)、混和、傳傳質(zhì)、傳熱等等特征。據(jù)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)構(gòu)分根據(jù)溫度條件件和傳熱方式式分類根據(jù)溫度條件件分：等溫、、非等溫式反反應(yīng)器根據(jù)傳熱方式式分絕熱式：不與與外界進(jìn)行熱熱交換外熱式：由熱熱載體供給或或移走熱量，，又有間壁傳熱熱式、直接傳傳熱式、外循循環(huán)傳熱式之分。蒸發(fā)傳熱式：：靠揮發(fā)性反反應(yīng)物、產(chǎn)物物、溶劑的蒸蒸發(fā)移除熱量量。分批(或稱間間歇)式操作作一次性加入反反應(yīng)物料，在在一定條件下下，經(jīng)過一定定的反應(yīng)時(shí)間間，達(dá)到所要要求的轉(zhuǎn)化率率時(shí)，取出全全部物料的生生產(chǎn)過程。屬非定態(tài)過程程，反應(yīng)器內(nèi)參參數(shù)隨時(shí)間而而變。適用：：小批量、多多品種的生產(chǎn)產(chǎn)過程。半分批批(或或稱半半連續(xù)續(xù))式式操作作原料與與產(chǎn)物物只要要其中中的一一種為為連續(xù)續(xù)輸入入或輸輸出而而其余余則為為分批批加入入或卸卸出的的操作作。屬于非非定態(tài)態(tài)過程程，反應(yīng)應(yīng)器內(nèi)內(nèi)參數(shù)數(shù)隨時(shí)時(shí)間而而變，，也隨隨反應(yīng)應(yīng)器內(nèi)內(nèi)位置置而變變。連續(xù)式式操作作連續(xù)加加入反反應(yīng)物物料和和取出出產(chǎn)物物的生生產(chǎn)過過程。。屬定態(tài)過過程，反應(yīng)應(yīng)器內(nèi)內(nèi)參數(shù)數(shù)不隨隨時(shí)間間而改改變，，適于于大規(guī)規(guī)模生生產(chǎn)。。11按操作作方式式分1、化化學(xué)反反應(yīng)過過程與與設(shè)備備的研研究目目的？？2、化化學(xué)反反應(yīng)過過程與與設(shè)備備的研研究方方法有有兩種種？3、按按物料料的聚聚集狀狀態(tài)，，反應(yīng)應(yīng)器分分為哪哪些型型式？？其實(shí)實(shí)質(zhì)是是什么么？4、按按反應(yīng)應(yīng)器的的結(jié)構(gòu)構(gòu)分類類，反反應(yīng)器器分為為哪些些型式式？