化工基礎(chǔ)輔導(dǎo)課程之十

化工基礎(chǔ)輔導(dǎo)課程十主講教師:王月豐

1/11/20231第五章基本反應(yīng)器

一、化學(xué)反應(yīng)工程簡介化學(xué)反應(yīng)工程(CRE)

ChemicalReactionEngineering1.CRE研究的對象

工業(yè)規(guī)?；瘜W(xué)反應(yīng)過程和設(shè)備的共同規(guī)律。

2.CRE研究的內(nèi)容

化學(xué)反應(yīng)器的基本理論；化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)，放大，控制；化學(xué)反應(yīng)器設(shè)計(jì)，操作的優(yōu)化。

3.CRE的研究方法

數(shù)學(xué)模型法（數(shù)學(xué)模擬法）。1/11/20232

二、化學(xué)反應(yīng)器的分類1.按物料的聚集狀態(tài)均相氣相液相非均相氣-液相液-液相氣-固相液-固相固-固相氣-液-固相1/11/20233

2.按反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式

釜式管式塔式筒式3.按操作方法間歇式（分批式）連續(xù)式半連續(xù)式（半間歇式）1/11/20234三、理想流動模型理想反應(yīng)器模型：經(jīng)過合理簡化的某個過程的本質(zhì)規(guī)律。1.流體混合的概念指流體粒子（微元）在空間順序上的混合。

a.空間混合（空混）空混導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)濃度，溫度均勻混合程度：完全無混合完全混合空混=0空混=1/11/20235

b.時間混合（返混）指反應(yīng)器中具有不同停留時間粒子（濃度不同）逆向（相對順序發(fā)生變化）混合，稱為返混。返混程度：完全無返混完全返混返混=0返混=返混導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物濃度降低1/11/20236

2.理想流動模型a.理想置換模型（平推流模型）空混=0b.

理想混合模型（全混流模型）空混=返混=返混=01/11/20237

c.間歇完全混合模型空混=返混=03.理想反應(yīng)器理想反應(yīng)器：符合理想流動模型的反應(yīng)器。理想置換模型理想混合模型間隙完全混合模型間隙完全混合反應(yīng)器平推流反應(yīng)器全混流反應(yīng)器1/11/20238四、基本反應(yīng)器反應(yīng)器的物料衡算

1.基本反應(yīng)器工業(yè)生產(chǎn)中，從結(jié)構(gòu)型式和操作方法考慮，最簡單最常用的反應(yīng)器。a.間歇釜式反應(yīng)器（間歇釜）b.

管式反應(yīng)器（反應(yīng)管）c.

連續(xù)釜式反應(yīng)器（全混釜）1/11/20239

2.

基本概念a.

轉(zhuǎn)化率（xA）（體積不變）F：物料的摩爾流量V0：反應(yīng)器入口處體積流量1/11/202310

b.

空間時間空間時間，簡稱空時，用表示。[min],[s]VR:

反應(yīng)器幾何容積中，用于反應(yīng)的體積。VRVRc.

反應(yīng)時間物料進(jìn)行反應(yīng)達(dá)到所要求的轉(zhuǎn)化率所需持續(xù)的時間。1/11/202311

3.

反應(yīng)器的物料衡算單位時間內(nèi)：進(jìn)入反應(yīng)器的物料量引出反應(yīng)器的物料量反應(yīng)消耗的物料量積累