第三章化學反應工程基礎1

第三章化學反應工程基礎CHAPTER3The

ElementsofChemicalReactionEngineering1主要參考文獻Perry,R.H.andChilton,C.H.:“ChemicalEngineersHandbook”,5thEdition,NewYork,McGraw-Hill,1973.Levenspiel,O.:“ChemicalReactionEngineering”,2thEdition,JohoWileyandSons,Inc.,NewYork,London,1972Wen,C.Y.,Fan,L.T.:“ModelsforFlowSystemsandChemicalReactors”,MarcelDekker,Inc.,NewYork,19752給定轉(zhuǎn)化率xN和每級反應器體積VRi，求給定原料流速v0時所需的反應器級數(shù)N。給定反應器級數(shù)N和每級反應器體積VRi

，求原料流速為v0時所能達到的轉(zhuǎn)化率xN。給定反應器體積VR和反應器級數(shù)N，求達到規(guī)定轉(zhuǎn)化率xN時，所采用的最適宜的原料流速

v0。給定反應器級數(shù)N和原料流速v0，求達到規(guī)定轉(zhuǎn)化率xN時，所采用的每一級反應器的體積VRi。

n-CSTRinseries

反應器設計中的四種情況31．液相反應A→P在一間歇反應器中進行，反應速度如下表所示：CAmol/l:1.32.0(-rA)mol/l?min:50.10.060.050.0450.042(1)若CA0=1.3mol/l，CAf=0.3mol/l，則反應時間為多少？(2)若在平推流反應器中進行，CA0=1.5mol/l，F(xiàn)A0=1000mol/hr，求XA=0.80時所需反應器大小。(3)當CA0=1.2mol/l，F(xiàn)A0=1000mol/hr，XA=0.75時，求所需的理想混合釜式反應器大小。

反應器體積計算練習141/rA

—xAt/CA01/rA

—CAt

BSTR

的數(shù)學特征—τ的圖解積分意義5

反應器體積計算練習1解:先做1/γA~CA

曲線:CAmol/l:1.32.0(-rA)mol/l?min:50.10.060.050.0450.042(-1/rA)l?min/mol:103.3321.67241016.672022.2223.816

反應器體積計算練習1解:(2)先寫出PFR反應器計算公式:7

反應器體積計算練習1解:(3)先寫出CSTR反應器計算公式:82．在一反應器中，己二酸與己二醇以等摩爾比在700C時進行縮聚反應生產(chǎn)醇酸樹脂，H2SO4為催化劑。由實驗測得其反應速度方程式為：γA=k·CA·CB；式中：γA——己二酸消耗速度，kmoles/L·min；反應速度常數(shù)k=1.97L/kmoles·min；CA——己二酸的瞬時濃度，kmoles/L，初始濃度CA0=0.004kmoles/L，己二醇CB0=0.005kmoles/L；若己二酸的處理量v0=171L/h，其轉(zhuǎn)化率為xA=80%，試計算采用理想混合釜式反應器和平推流反應器的有效體積。

反應器體積計算練習29反應器體積計算練習210

反應器體積計算練習211

反應器體積計算實練習33．以醋酸(A)和正丁醇(B)為原料在一間歇反應器中生產(chǎn)醋酸丁酯，反應溫度為1000C,每批進料1kmol的A和4.96kmol的B，已知反應速率rA=1.045kmol/(m3·h)，試求醋酸轉(zhuǎn)化率xA分別為0.5,0.9,0.99所需反應時間。已知醋酸與正丁醇的密度分別為960kg/m3和740kg/m3。12

反應器體積計算練習3醋酸(A)1kmol60kg60/960=0.0625m3正丁醇(B)4.96kmol368kg368/740=0.496m3該反應為液相反應，反應過程中體積不變，且每次投料體積V=0.0625+0.496=0.559m313反應器體積計算練習3計算結果表明：轉(zhuǎn)化率從0.9提高到0.99，反應時間從4.81h延長到52.9h;說明大量反應時間花在高轉(zhuǎn)化率上。14連續(xù)流動反應器的停留時間分布

(TheResidenceTimeDistributionofContinuousFlowReactors)停留時間分布的數(shù)學描述停留時間分布的實驗測定幾種流型的停留時間分布函數(shù)與分布密度函數(shù)停留時間分布的應用15問題的提出間歇系統(tǒng)：不存在RTD；流動系統(tǒng)：存在RTD問題。造成非理想流動的原因是什么呢？可能的原因有：不均勻的流速（或流速分布）;

強制對流;

非正常流動-死區(qū)、溝流和短路等.

停留時間分布16前面介紹了CSTR、PFR兩種理想反應器，在相同的操作條件下，兩者的反應器體積計算結果有很大的差別，究其原因是反應物料在反應器內(nèi)的流動狀況不同，亦即停留時間不同。實際反應器中的流動狀況總是偏離平推流和全混流而介于這兩者之間，為什么物料的流動狀況會出現(xiàn)這些變化？與兩種理想流動相比，會導致多大的偏差？如何測定與描述這些現(xiàn)象……等等，所有這些，就是本節(jié)要討論的內(nèi)容。停留時間分布問題的提出

停留時間分布17

釜式和管式反應器中流體的流動狀況明顯不同，通過前面對釜式和管式反應器的學習，可以發(fā)現(xiàn)：

對于單一反應，反應器出口的轉(zhuǎn)化率與器內(nèi)的流動狀況有關；對于復合反應，反應器出口目的產(chǎn)物的分布與流動狀況有關。

停留時間分布—流動狀況對反應的影響18指流體從進入系統(tǒng)時算起，到其離開系統(tǒng)時為止，在系統(tǒng)內(nèi)總共經(jīng)歷的時間。同時進入系統(tǒng)的流體，是否也同時離開系統(tǒng)呢？∵流體分子運動是無序的，所有流體分子要沿著相同途徑相同速度向前移動是不可能的，分子運動完全是一隨機過程?！嗤瑫r進入系統(tǒng)的流體，是不可能同時離開系統(tǒng)的。

停留時間分布RTD(ResidenceTimeDistribution)

19反應器內(nèi)返混程度不同停留時間不同濃度分布不同反應速率不同反應結果不同生產(chǎn)能力不同；非理想流動反應器：介于兩種理想情況之間,停留時間是隨機變量，因此停留時間分布是一種概率分布。停留時間分布適用場合：動力學控制的過程

停留時間分布的數(shù)學描述反應器機械混合逆向混合返混程度全混流最大最大無窮大平推流零零零間歇最大零零20停留時間（壽命）的概念？？例：在連續(xù)操作的反應器內(nèi)，如果在某一瞬間（t=0）極快地向入口物流中加入100個紅色粒子，同時在系統(tǒng)的出口處記下不同時間間隔流出的紅色粒子數(shù)，結果如下表。如果假定紅色粒子和主流體之間除了顏色的差別以外，其余所有性質(zhì)都完全相同，那么就可以認為這100個粒子的停留時間分布就是主流體的停留時間分布。停留時間范圍t→t+△t0-22-33-44-55-66-77-88-99-1010-1111-1212-14出口流中的紅色粒子數(shù)02612182217126410分率△N/N00.020.060.040.010

停留時間分布密度函數(shù)與分布函數(shù)21流體粒子在反應器中的停留時間分布，雖然是一隨機過程，但具有一定的統(tǒng)計規(guī)律。RTD函數(shù)F(t)RTD密度函數(shù)E(t)定義：在同時進入的N個流體粒子中，其中停留時間介于0～t之間的流體粒子所占的分率為F(t)——RTD函數(shù)。

在同時進入的N個流體粒子中，其中停留時間介于t～t+dt之間的流體粒子所占的分率為E(t)dt——RTD密度函數(shù)。100粒子：0～10min20個5～6min8個

F(t)是一個累積的分率，E(t)dt是一個瞬時的分率。

停留時間分布RTD—分布函數(shù)與分布密度函數(shù)22以時間t為橫坐標，出口流中紅色粒子數(shù)為縱坐標，將上表作圖：若以停留時間t為橫坐標，為縱坐標作圖，則每一個長方形的面積為即表示停留時間為t→t+△t的物料占總進料的分率。

停留時間分布的定量描述23假如示蹤劑改用紅色流體，連續(xù)檢測出口中紅色流體的濃度，如果將觀測的時間間隔縮到非常小，得到的將是一條連續(xù)的停留時間分布曲線。圖中曲線下微小面積E(t)dt表示停留時間在t和t+dt之間的物料占t=0時進料的分率。流體的停留時間分布圖

停留時間分布的定量描述24停留時間分布密度函數(shù)E(t):同時進入反應器的N個流體質(zhì)點中，停留時間介于t與t+dt

間的質(zhì)點所占分率dN/N為E(t)dt。E(t)曲線下的全部面積代表不同停留時間的物料占進料分率的總和。E(t)具有歸一化特性:停留時間分布函數(shù)F(t):停留時間0-t范圍內(nèi)的物料（停留時間小于t的質(zhì)點）占進料的分率。有：t=0,F(t)=0,t=∞,F(t)=1,F(t)是單調(diào)增函數(shù)

停留時間分布的數(shù)學描述25

指從設備流出的流體中，停留時間小于τ的物料所占的分率。

F(t)

特性：

①F（t）值在0～1之間，0≤F（t）≤1

②F（t）為單調(diào)函數(shù)。

③E（t）的最大點對應于F(t)的拐點。

④F（t）無因次

F(τ)

停留時間分布函數(shù)F(t)10τ

圖3-9停留時間分布函數(shù)曲線F(t)26F(t)停留時間小于t流體粒子所占的分率流體粒子停留時間小于t的概率

停留時間分布函數(shù)F(t)27在設備出口流體中，停留時間介于t與

t+dt之間的物料所占的分率。E(t)

0t

F(τ)圖3-10停留時間分布函數(shù)密度曲線E(t)特性：

①歸一性：

②常出現(xiàn)最大值,t→∝,E(t)→0

③E(t)dt無因次，E(t)因次:時間－1

停留時間分布密度函數(shù)E(t)特性28E(t)dt流體粒子停留時間介于t～t+dt之間的概率在t～t+dt之間離開系統(tǒng)的粒子所占的分率(壽命)在t～t+dt時間間隔內(nèi)停留時間為t的粒子所占分率在t～t+dt間隔內(nèi)壽命為1的粒子所占的分率E(t)dt=dF(t)F(t):所有停留時間為0～t的質(zhì)點所占的分率F(t+dt):所有停留時間為0～t+dt的質(zhì)點所占分率dF(t)=F(t+dt)-F(t)dF(t):所有停留時間為t～t+dt的質(zhì)點所占分率

停留時間分布密度函數(shù)E(t)的物理意義29在某一時間t時，E(t)和F(t)之間的關系為：

停留時間分布的數(shù)學描述30研究不同流型的停留時間分布，通常是比較它們的統(tǒng)計特征值。常用的特征值有兩個：數(shù)學期望—平均值方差—離散程度平均停留時間它是指整個物料在設備內(nèi)的停留時間，而不是個別質(zhì)點的停留時間。不管設備型式和個別質(zhì)點的停留時間，只要反應體積與物料體積流量比值相同，平均停留時間就相同。

停留時間分布的統(tǒng)計特征值

31數(shù)學期望：所有質(zhì)點停留時間的“加權平均值”平均停留時間

停留時間分布的數(shù)學描述—平均停留時間32對于離散型測定值，可以用加和代替積分值在等時間間隔取樣時：tt1t2t3……E(t)E(t1)E(t2)E(t3)……

為隨機變量的分布中心。E（t）曲線下這塊面積的重心在橫軸上的投影。又稱為對于原點的一次矩。

停留時間分布的數(shù)學描述33方差：各個物料質(zhì)點停留時間t與平均停留時間差的平方的加權平均值。隨機變量圍繞數(shù)學期望的分散程度.

停留時間分布的數(shù)學描述——方差方差是停留時間分布離散程度的量度方差越小，越接近平推流對平推流，各物料質(zhì)點的停留時間相等，故方差為零。34如果是離散型數(shù)據(jù)，將積分改為加和：取樣為等時間間隔時：

停留時間分布的數(shù)學描述——方差35對比時間（無因次時間）：平均對比時間：停留時間為t時，，因此，θ和t一一對應，且有：，此時：歸一性：

停留時間分布的數(shù)學描述——對比時間36用θ表示的方差：

停留時間分布的數(shù)學描述37

采用刺激——響應技術（Stimulusresponsetechnique）用一定的方法將示蹤劑加到反應器進口，然后在反應器出口物料中檢驗示蹤劑信號，以獲得示蹤劑在反應器中停留時間分布的實驗數(shù)據(jù)。刺激——注入示蹤劑

響應——測定出口處示蹤劑濃度隨時間的變化關系c（t）～t示蹤劑種類：氣、液、固都可以，取決于主流體的相態(tài)。

選擇示蹤劑的原則

停留時間分布的實驗測定38

示蹤劑的選取原則示蹤劑不應與主流體發(fā)生反應；除了顯著區(qū)別于主流體的某一可檢測性質(zhì)外，示蹤劑應和主流體盡可能具有相同的物理性質(zhì)，且兩者易于溶為一體；示蹤劑濃度很低時也能夠檢測，其濃度與待檢測的物理量成線性關系；用于多相系統(tǒng)檢測的示蹤劑不發(fā)生相間的轉(zhuǎn)移（即不揮發(fā)到另一相或不被另一相吸收等）；示蹤劑本身應具有或易于轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柣蚬庑盘柕奶攸c.39升階法降階法脈沖法：簡單、示蹤劑用量少，可直接測出停留時間分布密度函數(shù)；要求輸入理想脈沖。階躍法：操作容易；示蹤劑用量大，直接測出的是停留時間分布函數(shù)。脈沖法階躍法－周期輸入法

停留時間分布的實驗測定方法40示蹤劑輸入法描述停留時間分布的兩個函數(shù)：

停留時間分布的定量描述41

脈沖注入出口應答

t=0tΔt0C0C0C0t

停留時間分布的測定—脈沖輸入法使物料以穩(wěn)定的流量V通過體積為VR的反應器，然后在某個瞬間t=0時，用極短的時間間隔Δt0向物料中注入濃度為C0的示蹤劑，并保持混合物的流量仍為V，同時在出口處測定示蹤劑濃度C隨時間t的變化。42設Δt0時間內(nèi)注入示蹤劑的總量為Q（mol），出口處濃度隨時間變化為C(t)，在示蹤劑注入后tt+dt時間間隔內(nèi)，出口處流出的示蹤劑量占總示蹤劑量的分率：若在注入示蹤劑的同時，流入反應器的物料量為N，在注入示蹤劑后的t

t+dt時間間隔內(nèi)，流出物料量為dN，則在此時間間隔內(nèi)，流出的物料占進料的分率為：

停留時間分布測定—脈沖輸入法43示蹤劑的停留時間分布就是物料質(zhì)點的停留時間分布，即：因此：有：只要測得V，Q和C（t），即可得物料質(zhì)點的分布密度。

停留時間分布的測定—脈沖輸入法44由于Q=VC0Δt0，C0及Δt0難以準確測量，故示蹤劑的總量可用出口所有物料的加和表示：因此，利用脈沖法可以很方便的測出停留時間分布密度函數(shù)。

停留時間分布的測定—脈沖輸入法45使物料以穩(wěn)定的流量V通過體積為VR的反應器，然后在某個瞬間t=0時，將其切換為濃度為C0的示蹤劑，并保持流量不變，同時開始測定出口處示蹤劑濃度隨時間的變化。

停留時間分布測定—階躍輸入法46將在系統(tǒng)中作定常態(tài)流動的流體切換成流量相同的含有示蹤劑的流體，或者相反。

前一種做法——升階法（正階躍法）后一種做法——降階法（負階躍法）

停留時間分布測定—階躍輸入法47由降躍法，也可以得到停留時間分布函數(shù)，但由升躍法，可以得到停留時間分布函數(shù)，即

停留時間分布的測定—階躍輸入法48主流體QQ系統(tǒng)檢測器含示蹤劑的流體（C(0)）0c(0)c0(t)tt=0輸入曲線0c(0)c(t)t響應曲線

停留時間分布的實驗測定—降階法49C(t)

C(t)

C0C0

t0t0階躍注入出口應答

停留時間分布的測定—

階躍輸入法由圖可知，在t=0時，C=0；t，CC0

50由圖可知，在t=0時，C=0；t，CC0

時間為t時，出口物料中示蹤劑濃度為C(t)，物料流量為V，所以示蹤劑流出量為VC(t)，又因為在時間為t時流出的示蹤劑，也就是反應器中停留時間小于t的示蹤劑，按定義，物料中停留時間小于t的粒子所占的分率為F(t)，因此，當示蹤劑入口流量為VC0時，出口流量VC0F(t)，所以有：用此法可直接方便地測定實際反應器的停留時間分布函數(shù)。C(t)C0

停留時間分布的測定—

階躍輸入法C(t)C051脈沖法階躍法示蹤劑注入方法在原有的流股中加入示蹤劑，不改變原流股流量將原有流股換成流量與其相同的示蹤劑流股E(t)可直接測得F(t)可直接測得

停留時間分布的測定—脈沖法和階躍法比較52

理想混合流模型平推流模型多級串聯(lián)理想混合反應器

理想反應器的停留時間分布53

所有物料質(zhì)點的停留時間都相同，且等于整個物料的平均停留時間，停留時間分布函數(shù)與分布密度為：由方差定義，

平推流模型54平推流模型55設進行階躍注入實驗，反應器的容積為VR，物料的體積流量為V，達到穩(wěn)態(tài)后，從t=0開始，將進料切換為含示蹤劑濃度為C0的物料，在切換后某dt時間內(nèi)，對全釜作物料衡算：進入的示蹤劑量=流出的示蹤劑量+示蹤劑的積累量

全混流(CSTR)模型Scotland,Grangemouthpetrochemicalplant,dusk56

CSTR停留時間分布數(shù)學推導進入的示蹤劑量=流出的示蹤劑量+示蹤劑的積累量571.00.6320F(τ)τ

0τE(τ)

圖3-18理想混合反應器的F(τ)曲線

圖3-19理想混合反應器的E(τ)曲線

CSTR

的停留時間分布函數(shù)58tF(t)(出口流)0.09520.18130.39350.63210.86471-F(t)(設備中)0.90480.81670.60650.36790.1353CSTR反應器中物料在不同t時的F(t)及1-F(t)

CSTR

的停留時間分布59用幾個等體積的全混流反應器串聯(lián)來模擬實際反應器中的流動狀況。假設實際反應器中的返混程度與m個等體積的全混流反應器串聯(lián)時相同，m是虛擬釜數(shù)，不一定是整數(shù)。每一級的停留時間模型參數(shù)為串聯(lián)級數(shù)m。方差m=1時，即為全混流模型m=∞時，即為平推流模型對一級不可逆反應，轉(zhuǎn)化率可表示為：多級串聯(lián)理想混合反應器的停留時間分布60F(τ)的數(shù)學表達式如下:取多級串聯(lián)理想混合反應器的停留時間分布61多級串聯(lián)理想混合反應器的停留時間分布62例3-6某管式反應器的直徑為0.028m,流入的流體速度為0.36m/s,反應器實驗段長度為3.74m,按脈沖輸入法測得如下的實驗數(shù)據(jù):如在此設備內(nèi)進行化學反應,反應速率rA=kCA,k=0.4min,此反應器能用多級理想混合模型來描述,試預計反應器出口處未轉(zhuǎn)化部分所占的分率.

多級串聯(lián)理想混合流反應器停留時間分布計算t(s)0,2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,34,36,38,40,42示蹤濃度(任意單位)0,11,53,64,58,48,39,29,22,16,11,9,7,5,4,2,2,2,1,1,1,163解:由于此反應器可用多級理想混合模型描述,又是一級反應,因此出口處未轉(zhuǎn)化部分所占的分率為:此式實為模型參數(shù)N與轉(zhuǎn)化深度的關系,若能求出N即可求得CAN/CA0,N可借助停留時間分布的測定來確定.

多級串聯(lián)理想混合流反應器停留時間分布計算64

多級串聯(lián)理想混合流反應器停留時間分布計算6566

問題思考用什么方法可提高轉(zhuǎn)化率？減少生產(chǎn)量即減少流速來延長？增長反應器長度來延長？在設備內(nèi)設置擋板來減少反應器的返混，從而提提高模型參數(shù)N?67N345…….CN/C00.9330.9330.9320.933

多級串聯(lián)理想混合反應器的停留時間分布

多級串聯(lián)反應器模型參數(shù)與x之間的關系68層流模型軸向擴散模型多級串聯(lián)全混流模型組合模型

非理想流動模型的停留時間分布函數(shù)與分布密度69

停留時間分布曲線的應用凡是流動狀況偏離平推流和全混流這兩種理想情況的流動，統(tǒng)稱為非理想流動。

是什么原因造成非理想流動的呢？通過對實際反應器進行停留時間分布測定，根據(jù)測得的RTD曲線形狀來定性判斷造成非理想流動的原因。出峰時間正常:峰形正常，基本接近CSTR或PFR

①出峰太早

說明反應內(nèi)存在死區(qū)（流體是靜止的）或存在溝流、短路現(xiàn)象，使出峰提早。

70

②遲出峰

存在死區(qū)，或示蹤劑被吸附在皿壁上。

停留時間分布曲線的應用71確定模型參數(shù)m或Pe

用多級串聯(lián)全混流模型或軸向擴散模型模擬實際反應器中的流動狀況，關鍵是確定串聯(lián)的級數(shù)m或Pe，m或Pe又與方差有關，因此，可以通過實驗確定停留時間分布，進而計算方差，m或Pe，然后求得轉(zhuǎn)化率。定性分析流動狀況平推流理想混合流定量分析流動狀況實際反應器中可能存在短路與死角，使實際的平均停留時間不等于VR/V，因此可以得用停留時間分布來定量估算死角與短路的程度。

停留時間分布曲線的應用72

流動與混合對化學反應的影響

(EffectofFlowandMixtureonChemicalReaction)Reference:Y.Lu,J.A.Biesenberger.Effectofreactortypeonpolymerproduct:Abackmixreactorforpolymerizationsandotherviscousreactionmedia.PolymerEngineering&Science,2004,37(6):1036-104473簡單反應:沒有副反應，選擇反應器時只需考慮體積的大小，通常采用有效利用系數(shù)來表示平推流反應器與理想混合反應器體積比的大小。有效利用系數(shù)對同一反應在相同溫度、相同產(chǎn)量和相同轉(zhuǎn)化率的條件下，平推流反應器與理想混合反應器的有效體積之比。

混合對象—返混(Backmix)對化學反應的影響74表3-2平推流、間歇和理想混合反應器的計算式

不同流動模型中返混對簡單化學反應的影響7501.0x1.00級反應一級反應二級反應

返混(Backmix)對簡單化學反應的影響76討論當轉(zhuǎn)化率x=0時，η=1在工業(yè)上無意義。對0級反應，η=1，因反應速度與濃度無關，即反應器體積（停留時間）與流動類型無關。對1級和2級反應，當轉(zhuǎn)化率一定時，，即反應級數(shù)越高，有效利用系數(shù)越低。因此，當反應級數(shù)越高，轉(zhuǎn)化率越大時，選用平推流反應器越有利。

返混對簡單化學反應的影響77二級反應一級反應連續(xù)反應器內(nèi)A之濃度變化理想混合平推流c理想混合平推流連續(xù)反應器內(nèi)B之濃度變化c間歇反應器ABC圖3-22在間歇及連續(xù)反應器內(nèi)反應物及產(chǎn)物濃度隨時間變化的曲線

返混(Backmix)

對化學反應的影響78

返混(Backmix)對簡單化學反應的影響79

返混對復雜反應(ComplexReactions)的影響——平行反應(ParallelReactions)80

返混對連串反應

(SeriesReactions)反應的影響81

結論：

反應物濃度高對主反應有利而對副反應不利時，應當采用平推流反應器；反之，當反應物濃度低對主反應有利而對副反應不利時，則應采用理想混合反應器.

返混對復雜反應的影響82

混合的尺度—微觀混合和宏觀混合對化

學反應的影響1.間歇式反應器(BatchReactor)由于物料停留時間相同，所以不管是宏觀流體還是微觀流體，其轉(zhuǎn)化率是相同的。2.平推流反應器(PFR)可以設想成很多小的間歇式反應器有次序地連續(xù)通過裝置，間歇式反應器的結論即宏觀混合與微觀混合對化學反應的影響相同，也適用于平推流反應器。

BatchReactorPFRPicture83

3.理想混合反應器(CSTR)

一級化學反應：微觀流體與宏觀流體在理想連續(xù)混合反應器中的反應結果相同。下面從宏觀混合進行推導：CSTRPicture

微觀混合和宏觀混合對一級化學反應的影響84先討論宏觀混合的情況：

微觀混合和宏觀混合對二級化學反應的影響85

再討論微觀混合的情況：

在穩(wěn)定狀態(tài)下，對反應物A作物料恒算

由此可見，雖然是同一反應器，當進行的反應不是一級而是二級時，不同混合尺度所得到的反應結果是不同的。

微觀混合和宏觀混合對二級化學反應的影響86不論取何值，按宏觀混合計算的轉(zhuǎn)化率，均大于按微觀混合計算的結果。證明：設在反應器的某一區(qū)域，由于逆向返混，使兩個反應深度不等的流體微