化學反應工程陳甘棠第二章第三節(jié)

化學反應工程陳甘棠第二章第三節(jié)第1頁/共23頁08三月2023恒容反應的瞬時收率為:

2）得率XP

:生成的目的產(chǎn)物P的摩爾數(shù)與著眼組分A的起始摩爾數(shù)之比得率、收率、轉(zhuǎn)化率之間的關(guān)系為：

當xA=1時，第2頁/共23頁08三月20233）選擇性SP：

生成目的產(chǎn)物P的摩爾數(shù)與生成某副產(chǎn)物S的摩爾數(shù)之比2、平行反應

從相同的反應物按各自的計量關(guān)系同時發(fā)生的幾個反應稱為平行反應。第3頁/共23頁08三月2023恒容、間歇反應器內(nèi)進行的平行反應

設：

速率方程分別為：

第4頁/共23頁08三月2023反應物A總的反應速率-rA為：瞬時收率為：第5頁/共23頁08三月2023分析：

1)α=β時，則

即僅與T有關(guān)，在等溫反應時，討論：T水平的高低對和有何影響？第6頁/共23頁08三月2023代入上式

第7頁/共23頁08三月20232)α≠β時，

第8頁/共23頁08三月2023積分第9頁/共23頁08三月20233、串聯(lián)反應

不可逆串聯(lián)反應：

特點：①無論目的產(chǎn)物是P還是S,提高A的轉(zhuǎn)化率總是有利的。②目的產(chǎn)物若為S,可加速兩個反應，目的產(chǎn)物若為P,應盡量加大前一反應，而減弱后一反應，則P出現(xiàn)極大值。第10頁/共23頁08三月2023以一級反應為例，各組分的速率方程為：

（1）（2）（3）（1）式積分得：（4）將（4）式代入（2）式，積分得：第11頁/共23頁08三月2023根據(jù)物料衡算有：

設cp0=cs0=0第12頁/共23頁08三月2023當Cp取得最大時，反應時間t*

則第13頁/共23頁08三月2023CA0CAtoptCp,maxCPCSt0第14頁/共23頁08三月2023解得：

km——對數(shù)平均速率常數(shù)當k1=k2時，

得第15頁/共23頁08三月2023用轉(zhuǎn)化率來表示瞬時收率第16頁/共23頁08三月2023令k2/k1=B，則采用常數(shù)變易法求解：第17頁/共23頁08三月2023由dCp/dxA=0,得

第18頁/共23頁08三月2023

可見，P的最大得率隨比值k2/k1的下降而增大，且相應于此最大得率的轉(zhuǎn)化率xA亦增大，因此，對于這類不可逆一級串聯(lián)反應，為了提高中間產(chǎn)物P的得率，應盡可能降低k2/k1的值。第19頁/共23頁08三月20234、反應網(wǎng)絡

反應網(wǎng)絡：由平行反應和串聯(lián)反應組合在一起的更為復雜的復合反應稱為反應網(wǎng)絡

例：

ABCDk1k2k3k4k5

設各個反應均為一級不可逆反應，以各組分表示的反應速率分別為：第20頁/共23頁08三月2023組分D可由總物料衡算求得，通?？珊喕幚?。

第21頁/共23頁08三月2023例如：最簡單的催化裂化反應模型為：

重質(zhì)油

汽油

焦炭+輕質(zhì)氣體

集總法

:將性質(zhì)近似的反應組分進行合并，把