化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)課件

化學(xué)反應(yīng)工程基礎(chǔ)第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)器分類第二節(jié)均相反應(yīng)動力學(xué)第三節(jié)理想反應(yīng)器的設(shè)計第四節(jié)理想混合反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性第五節(jié)連續(xù)流動反應(yīng)器的停留時間分布第六節(jié)流動模型第七節(jié)停留時間分布與化學(xué)反應(yīng)2024/1/81重點：1.均相反應(yīng)動力學(xué)方程的建立

2.理想反應(yīng)器設(shè)計；

3.停留時間及其分布的測定原理及數(shù)字特征；

4.理想與非理想流動模型；

5.停留時間與化學(xué)反應(yīng)

2024/1/822024/1/83第一節(jié)化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)器的分類一、化學(xué)反應(yīng)的分類按反應(yīng)的特性和反應(yīng)過程進(jìn)行的條件分類：

化學(xué)反應(yīng)的特性：反應(yīng)機(jī)理；可逆性；反應(yīng)分子數(shù)；反應(yīng)級數(shù)；反應(yīng)的熱效應(yīng)及反應(yīng)物料的相態(tài)等。

反應(yīng)過程進(jìn)行的條件：溫度；壓力；操作方式；換熱方式等。2024/1/84表2-1按化學(xué)反應(yīng)的特性分類（內(nèi)部條件）

反應(yīng)機(jī)理簡單反應(yīng)復(fù)雜反應(yīng)反應(yīng)級數(shù)一級二級三級零級分?jǐn)?shù)級反應(yīng)可逆性可逆不可逆反應(yīng)熱效應(yīng)放熱吸熱反應(yīng)分子數(shù)單雙三分子反應(yīng)2024/1/85表2-2按反應(yīng)物料的相態(tài)分類均相反應(yīng)催化反應(yīng)氣相反應(yīng)非催化反應(yīng)液相反應(yīng)催化反應(yīng)液-液相氣-液相液-固相氣-固相非均相反應(yīng)非催化反應(yīng)氣-固相固相氣-液-固相2024/1/86按反應(yīng)過程進(jìn)行的條件分類（外部條件）操作方式間歇反應(yīng)半連續(xù)反應(yīng)連續(xù)反應(yīng)溫度條件等溫反應(yīng)絕熱反應(yīng)非絕熱變溫反應(yīng)2024/1/87二、反應(yīng)速率（均相反應(yīng)）1.定義:單位時間單位反應(yīng)體積中所生成(或消失)的某組分的摩爾數(shù)。式中ri為體系中i組分的反應(yīng)速率，ni為i組分的摩爾數(shù)，V為反應(yīng)體積,Ci為i組分的濃度。正號表示某組分的生成速率，負(fù)號表示消失速率?！?a)＝

Ci＝ni/V恒容時2024/1/88(a)式也可用轉(zhuǎn)化率表示=±Ci0dxi/dt式中

ni=ni0(1-xi)對恒容x=n0-nn02024/1/89

化學(xué)反應(yīng)的速率方程式¤，通?？捎脙绲男问奖砘蚍Q動力學(xué)方程式(微分式)式中k為反應(yīng)速率常數(shù)。

、

為實驗測定的常數(shù)。反應(yīng)的總級數(shù)為

+

。若反應(yīng)是由若干個基元反應(yīng)組合而成，反應(yīng)級數(shù)需用實驗測定。反應(yīng)速率常數(shù)k只隨溫度而變，它與溫度的關(guān)系如下:k=A0e-E/RT式中A0是常數(shù)，稱為頻率因子，E為活化能，R為氣體通用常數(shù)。k的單位隨反應(yīng)級數(shù)不同而異，若ri的單位為mol/l.s，Ci的單位為mol/l，則對一級反應(yīng)k的單位為s-1,二級反應(yīng)時為l/mol.s,零級反應(yīng)時為mol/l.s2024/1/810三、反應(yīng)器的分類

任何目的在于得到一定產(chǎn)品的化工生產(chǎn)過程，均包含有化學(xué)反應(yīng)。物料在其中發(fā)生反應(yīng)的設(shè)備謂之反應(yīng)器。在反應(yīng)器中原料經(jīng)化學(xué)變化而成產(chǎn)品，所以可把反應(yīng)器看作化工生產(chǎn)的心臟

部分。根據(jù)研究的不同需要，從不同的角度對反應(yīng)器進(jìn)行分類。通常有四種分類法：反應(yīng)物相態(tài)；反應(yīng)器結(jié)構(gòu)型式；反應(yīng)器操作方式；流體流動形式.2024/1/8111、按反應(yīng)物料的相態(tài)分類：均相反應(yīng)器（如本體、溶液聚合）與非均相反應(yīng)器（如懸浮、乳液聚合）表2-4:按物料相態(tài)分類的反應(yīng)器種類。反應(yīng)器種類反應(yīng)特性反應(yīng)類型舉例適用設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式均相氣相液相無相界面，反應(yīng)速率只與溫度或濃度有關(guān)燃燒、裂解等中和、酯化、水解等管式釜式非均相氣-液相液-液相氣-固相液-固相固-固相氣-液-固相有相界面，實際反應(yīng)速率與相界面大小及相間擴(kuò)散速率有關(guān)氧化、氯化、加氫等磺化、硝化、烷基化等燃燒、還原、固相催化等還原、離子交換等水泥制造等加氫裂解、加氫脫氫等釜式、塔式釜式、塔式固定床、流化床、移動床釜式、塔式回轉(zhuǎn)筒式固定床、流化床2024/1/8122、按反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式分類(除圖2-1各種結(jié)構(gòu)型式的反應(yīng)器外)（1）管式反應(yīng)器。長徑比為40~2000。用于快速的氣相和液相反應(yīng)，對有壓力的反應(yīng)尤為適用。其體積最小，單位體積的傳熱面最大（如高壓聚乙烯）。（2）釜式反應(yīng)器。長徑比為2~3。化工生產(chǎn)中使用最廣泛，占80%~90%。適用于液相、液-液相、氣-液相及液-固相反應(yīng)。釜式反應(yīng)器的適應(yīng)性及操作彈性都很大（如PVC、PP、PE的聚合）。2024/1/813（3）塔式反應(yīng)器。長徑比為2~40。

如苯乙烯本體聚合、己內(nèi)酰胺的縮聚（4）硫化床反應(yīng)器反應(yīng)器傳熱好、溫度均勻、易控制。

(如聚丙烯反應(yīng)器）3、按操作方式分類（1）間歇反應(yīng)器（分批式反應(yīng)器）。采用釜式反應(yīng)器。間歇反應(yīng)是不穩(wěn)定過程。操作靈活性和彈性大。間歇反應(yīng)器特點：1、反應(yīng)物料一次加入，產(chǎn)物一次取出。2、非穩(wěn)態(tài)操作，反應(yīng)器內(nèi)濃度、溫度隨反應(yīng)時間連續(xù)變化。3、同一瞬時，反應(yīng)器內(nèi)各點溫度相同、濃度相同。2024/1/814（2）連續(xù)反應(yīng)器可采用釜式、管式或塔式反應(yīng)器。反應(yīng)為穩(wěn)態(tài)過程。易于實現(xiàn)自動化。在聚合反應(yīng)中，采用連續(xù)反應(yīng)器可使產(chǎn)物的聚合度及聚合度分布不隨時間改變，從而保證了產(chǎn)品的質(zhì)量,但不是絕對的。反應(yīng)物A反應(yīng)物B生成物R連續(xù)反應(yīng)器特點：1、反應(yīng)物料連續(xù)加入，反應(yīng)產(chǎn)物連續(xù)引出。2、穩(wěn)態(tài)操作，反應(yīng)器內(nèi)任一點的組成不隨時間改變。2024/1/815（3）半連續(xù)反應(yīng)器多采用釜式反應(yīng)器。反應(yīng)為非穩(wěn)態(tài)過程。在特定的目的下控制反應(yīng)條件（如滴加）。半連續(xù)反應(yīng)器特點：1、某些反應(yīng)物料一次加入，其余物料連續(xù)加入，或者將某種產(chǎn)物連續(xù)取出。2、非穩(wěn)態(tài)操作。2024/1/816四、連續(xù)流動反應(yīng)器內(nèi)流體的兩種理想型態(tài)（4.按流體流動及混合形式分類：）平推流反應(yīng)器理想混合流反應(yīng)器2024/1/8171.平推流（活塞流）反應(yīng)器管式反應(yīng)器接近于平推流。（特點：停留時間相同、無返混；組成、溫度沿軸向遞變，各點組成、溫度不隨時間變）

返混：反應(yīng)器內(nèi)停留時間（年齡）不同流體微元間的混合反應(yīng)物A反應(yīng)物B

活塞流反應(yīng)器生成物R平推流反應(yīng)器特點：1、在穩(wěn)態(tài)操作時，在反應(yīng)器的每個截面上，物料濃度不隨時間變化。2、所有物料質(zhì)點在反應(yīng)器中的停留時間都相同。2、反應(yīng)器內(nèi)物料濃度沿著流動方向改變，故反應(yīng)速率隨空間位置改變，即反應(yīng)速率的變化只限于反應(yīng)器的軸向。2024/1/8182.理想混合流反應(yīng)器連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器接近于這種反應(yīng)器。（特點：物料完全混合，各處組成溫度相同，停留時間不同，返混最大）反應(yīng)物A反應(yīng)物B生成物R理想混合流反應(yīng)器特點：1.物料連續(xù)以恒定的流速流入、流出反應(yīng)器，穩(wěn)態(tài)操作。2.反應(yīng)器內(nèi)各空間位置溫度、濃度均一。3.反應(yīng)器內(nèi)濃度、溫度與出口處濃度、溫度相同。2024/1/8192024/1/8203.中間流（實際流體）反應(yīng)器:介于上述兩者之間。第二節(jié)均相反應(yīng)動力學(xué)動力學(xué)方程式的建立第二節(jié)均相反應(yīng)動力學(xué)均相反應(yīng)是指在均一的液相或氣相中進(jìn)行的反應(yīng)均相反應(yīng)動力學(xué)內(nèi)容：研究化學(xué)反應(yīng)本身的速度規(guī)律，即物料的濃度，溫度，催化劑等因素對化學(xué)反應(yīng)速度的影響。即Rp~(C,T,Cats)均相反應(yīng)動力學(xué)沒有考慮到物理因素的影響，僅研究化學(xué)反應(yīng)內(nèi)在規(guī)律2024/1/8211、反應(yīng)速率

定義：對均相反應(yīng)而言，反應(yīng)速率可定義為單位時間，單位反應(yīng)體積中所生成（消失）的某組分的摩爾數(shù)。即＋：表示i組分的生成速率－：表示i

組分的消失速率2024/1/822對反應(yīng)：

aA+BblL+mM各組分的反應(yīng)速率：2024/1/823它們之間：冪函數(shù)形式：k:反應(yīng)速率常數(shù)

α1，α2：實驗測定常數(shù)總級數(shù)

n=α1+α2對基元反應(yīng)：α1=aα2=b

復(fù)雜反應(yīng)：n需實驗測定2024/1/824k=A0e-E/RT

lnk=lnA0–E/RTdlnk/dT=E/RT2(1)

反應(yīng)對T敏感所以，T對K的響在低溫下更敏感

k遵循Arrehnies方程:(2)

(低溫)2024/1/8252024/1/8262024/1/827單一反應(yīng)是指用一個化學(xué)反應(yīng)式和一個動力學(xué)方程式便能代表的反應(yīng)。2、等溫、恒容、單一反應(yīng)動力學(xué)方程式

不可逆反應(yīng)一級不可逆反應(yīng)二級不可逆反應(yīng)可逆反應(yīng)一級可逆反應(yīng)二級可逆反應(yīng)為簡化起見，只研究、等溫、恒容、單一反應(yīng)動力學(xué)2024/1/8282.1

一級不可逆方程AS對于等溫系統(tǒng)，k為常數(shù),初始條件：t=0CA=CA02024/1/829一級不可逆反應(yīng)C—t關(guān)系2024/1/8302.2

二級不可逆方程因為A,B等摩爾消耗，所以CA0xA=CB0xB令M＝CB0/CA0可按一級不可逆反應(yīng)的情況作類似的處理，有如下反應(yīng)：2024/1/831（1）M＝1即CA0=CB0CA=CB（2）M≠1即CA0≠CB0CA≠CB2024/1/832不可逆二級反應(yīng)的C—t關(guān)系左：ＣＡ０≠ＣＢ０；右：ＣＡ０＝ＣＢ０2024/1/8332024/1/8342.3一級可逆方程若t=0，CR0=0，則CA+CR=CA02024/1/835當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時:

dCA/dtCAe=k2CA0/(k1+k2).2024/1/836可逆一級反應(yīng)C—t圖2024/1/8372024/1/8383、復(fù)合反應(yīng)復(fù)合反應(yīng)是幾個反應(yīng)同時進(jìn)行的，常見的復(fù)合反應(yīng)有平行反應(yīng)，連鎖反應(yīng)，平行－連鎖反應(yīng)等。平行反應(yīng)連串反應(yīng)2024/1/839rR=dCR/dt=k1CA

rS=dCS/dt=k2CA

3.1平行反應(yīng)2024/1/840一級平行反應(yīng)C-t圖2024/1/8413.2連串反應(yīng)rA=-dCA/dt=k1CArR=dCR/dt=k1CA-k2CRrS=dCS/dt=k2CR2024/1/8422024/1/843

動力學(xué)方程式的建立

依據(jù)：以實驗數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)；設(shè)備：大多采用間歇反應(yīng)器；方法：1.

積分法：

(1).將假設(shè)動力學(xué)方程式(微分式)積分，得到一條通過坐標(biāo)原點的直線。(2).將實驗數(shù)據(jù)(經(jīng)計算)描繪在該坐標(biāo)上，如實驗數(shù)據(jù)能得到一條通過坐標(biāo)原點的直線，則假設(shè)的動力學(xué)方程式為所求。如下圖。

(具體例子)缺點：應(yīng)用范圍窄，僅在反應(yīng)級數(shù)為整數(shù)時適用2024/1/8442.微分法：

直接用動力學(xué)微分方程式進(jìn)行描繪。步驟：(1)假設(shè)一個反應(yīng)機(jī)理得出動力學(xué)微分方程式，如rA＝dCA/dt=kf(CA)；(2)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出CA~t曲線，并求出相應(yīng)濃度時的斜率dCA/dt,即反應(yīng)速率rA,如圖2-3(a);(3)用dCA/dt對f(CA)作圖，若得到一條通過原點的直線，表明假設(shè)正確，如圖2-3(b),由此可得動力學(xué)微分方程式。這是一例。具體例子：

2024/1/845A+B→P

一、等溫恒容單一反應(yīng)動力學(xué)方程式不可逆反應(yīng):rA=kCA(1)一級不可逆反應(yīng)：用積分法，如圖2-42024/1/846(2)二級不可逆反應(yīng)積分法(過程略),結(jié)果如圖2-52024/1/8472.可逆反應(yīng)(略)

二、復(fù)合反應(yīng)(略講)

三、等溫變?nèi)葸^程(略）2024/1/848第三節(jié)理想反應(yīng)器設(shè)計

重點：反應(yīng)時間、反應(yīng)器體積、轉(zhuǎn)化率的計算最主要的目的：求出體積，作為確定反應(yīng)器各種尺寸的依據(jù)計算基礎(chǔ)

(1)質(zhì)量守恒定律

——物料衡算式

(2)能量守恒定律

——熱量衡算式

(3)反應(yīng)動力學(xué)

——反應(yīng)速率式目的：求反應(yīng)器的容積等目的：求反應(yīng)器的容積等2024/1/849一、理想反應(yīng)器設(shè)計的基本原理1、物料衡算（質(zhì)量守恒定律）對于微元體積

V反應(yīng)物A的流入速度=反應(yīng)物A的流出速度+反應(yīng)物A由于化學(xué)反應(yīng)而消耗的速度+反應(yīng)物A的累積速度

簡化：流入

V的速度=流出

V的速度+在V中反應(yīng)消耗的速度+在V中累積的速度

簡化：流入速度=流出速度+消耗速度+累積速度在特定時間內(nèi)：流入量＝流出量+消耗量+累積量2024/1/8502、熱量衡算（能量守恒定律）對于微元體積(ΔV):a.反應(yīng)物帶入微元體積的熱量+通過傳熱面?zhèn)魅胛⒃w積的熱量=反應(yīng)物從微元體積帶出熱量+微元體積內(nèi)由于化學(xué)反應(yīng)而消耗的熱量+微元體積內(nèi)累積的熱量b.物料帶入的熱量－物料帶出的熱量－反應(yīng)系統(tǒng)與外界交換的熱量＋化學(xué)反應(yīng)的熱效應(yīng)－累積的熱量＝03、反應(yīng)動力學(xué)方程式

理論上三者聯(lián)立求解，但十分復(fù)雜麻煩，一般據(jù)具體條件作些合理簡化

2024/1/851二、間歇反應(yīng)器（分批反應(yīng)器）

操作特點：（1）物料、反應(yīng)物、水等一次性加入器內(nèi)。（2）反應(yīng)器內(nèi)各點的反應(yīng)物濃度和溫度相同。（3）反應(yīng)器內(nèi)組分的濃度隨反應(yīng)時間而變。C(t)T2024/1/8521.反應(yīng)時間的確定流入速度=流出速度+消耗速度+累積速度流入速度=0,流出速度=0∴

消耗速度=累積速度反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)消耗掉的A組分的速度=rAv(單位：摩爾數(shù)/時間,V:有效體積;物料體積

V)反應(yīng)物A的累積速度:dnA/dtnA：A組分的摩爾數(shù)∴-rAv=dnA/dt∵nA=nA0(1-xA)∴dnA/dt=d[nA0(1-xA)]/dt=-nA0dxA/dt∴rAv=nA0dxA/dt積分得nA0—A的初時摩爾數(shù)nA—A的摩爾數(shù)xA—A的轉(zhuǎn)化率rA—A的反應(yīng)速率單位：質(zhì)量/體積.時間2024/1/853當(dāng)V為常數(shù)(即反應(yīng)前后物料體積不變）,則式中CA0表示反應(yīng)物A的初始體積濃度t為反應(yīng)時間V稱為有效體積（或流體體積、物料體積）∵xA=（CA0-CA）/CA0

∴dxA=-dCA/CA0所以（2-45）式成為(2-45)(2-49)兩式反應(yīng)時間只與rA有關(guān)，而與反應(yīng)器體積無關(guān)——設(shè)計和放大簡單對（2-45）式及(2-49)式可利用動力學(xué)方程式直接積分求出t，或用圖解法得出t

下面分別討論2024/1/854例如對一級反應(yīng)AkS(如引發(fā)劑的分解)rA=kCA,rp=k[M]k：總反應(yīng)速率常數(shù)

rA=kCA=kCA0(1-xA)

將rA=kCA0(1-xA)代入（2-45）式積分得rA=kCA0(1-xA)自由基均聚，當(dāng)〔I〕等參數(shù)為常數(shù)時即有此式(2-45)2024/1/855

或?qū)A=kCA

代入式積分得rA=kCA(2-49)2024/1/856同理，對二級反應(yīng)（如己二酸與己二醇的縮聚反應(yīng)）

rA=kCA2=kCA02(1-xA)2將上式代入（2-45）式積分得或代入（2-49）式積分得2024/1/8571/rA1/rA0xCdxAxACA0CAdcA圖解法應(yīng)用場合：動力學(xué)方程式繁雜或僅有實驗數(shù)椐或曲線見（2-45）式見（2-49）式面積＝t/CA0面積＝t2024/1/858對聚合反應(yīng)對引發(fā)劑引發(fā)，雙基終止，無鏈轉(zhuǎn)移的反應(yīng)。.……(2-46)穩(wěn)態(tài)時

(2-45)(2-47)rM=kp[P*][M]ri=rt2fkd[I]=kt[P*]2見書P872024/1/859在引發(fā)劑濃度衰減可以忽略時,代入(2-46)式

rM=kp[P*][M]2024/1/860積分得式中kd、kp、

kt

分別為引發(fā)劑分解速率常數(shù)、增長速率常數(shù)、終止速率常數(shù)；f為引發(fā)效率、[I]、[M]分別為引發(fā)劑濃度、單體濃度。2024/1/8612、分批反應(yīng)器的容積計算與加入的反應(yīng)物有關(guān)，兩者一般不相等，視轉(zhuǎn)化率而定(1)有效體積VR的計算:VR=v0tVR也稱為物料體積但分批操作，尚有輔助時間，如······，故每批實際需要的操作時間是：v0－投料量(單位時間需處理的物料體積;或稱給定的生產(chǎn)任務(wù),單位：質(zhì)量/時間；體積/時間）投料量（反應(yīng)物＋水或溶劑＋聚合物＋······），由生產(chǎn)任務(wù)來確定v0與產(chǎn)品產(chǎn)量（產(chǎn)率）有關(guān)，但兩者一般不相等2024/1/862操作時間t總＝

t反應(yīng)+t輔助→生產(chǎn)周期簡記：tT=tR+tat反應(yīng)：反應(yīng)時間；t輔助：輔助時間由生產(chǎn)周期確定的有效體積VR:VR=v0tT(2)反應(yīng)器體積計算：V=VR/

—裝料系數(shù)（0.5~1）本點小結(jié):①t反應(yīng)=f(rA)；②適合慢反應(yīng)；③靈活、簡便。VR的另一解法：總開工時間/生產(chǎn)周期＝批數(shù)(用反應(yīng)器的次數(shù)）VR=總投料量(體積)/批數(shù)2024/1/863三、平推流反應(yīng)器特點：

1、恒溫等溫、穩(wěn)態(tài)操作2、物料微元通過反應(yīng)器的停留時間相同3、無返混，固定點流體的組成、溫度為常數(shù)，即不隨時間變化。FAxAdVFA+dFAxA+dxACA0xA0FA0

v0CAfFAf

xAf

v0CAxA管程L(backtop17)2024/1/864§3-2-3平推流反應(yīng)器特點：

1、恒溫等溫、穩(wěn)態(tài)操作2、物料微元通過反應(yīng)器的停留時間相同3、無返混，固定點流體的組成、溫度為常數(shù)，即不隨時間變化。FAxAdVFA+dFAxA+dxACA0xA0FA0

v0CAfFAf

xAf

v0CAxA管程L（ToP56）CA0：進(jìn)料中反應(yīng)物A的初始濃度,mol/lxA0：進(jìn)料中反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率,%FA0

：進(jìn)料中反應(yīng)物A的摩爾流量,mol/hv0

：進(jìn)口物料的體積流量,m3/hCAf：出料中（出口流中）反應(yīng)物A的濃度，mol/lFAf

：出口流中反應(yīng)物A的摩爾流量，mol/hxAf

：出口流中反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率，%v：出口物料的體積流量，m3/h,一般v=v02024/1/865物料衡算：（對微元體積dV)反應(yīng)物A的流入速率=反應(yīng)物A的流出速率+反應(yīng)物A的反應(yīng)消失速率+0由反應(yīng)器的特點可知,反應(yīng)物A進(jìn)入dV的mol流量為FA反應(yīng)物A流出dV的mol流量為FA+dFA反應(yīng)物A反應(yīng)消失的mol流量為rAdV∴FA=(FA+dFA)+rAdV即-dFA=

rAdV已知FA=FA0(1-xA)∴dFA=-FA0dxAFAxAdVFA+dFAxA+dxACA0xA0FA0

v0CAfFAf

xAf

v0CAxA管程L即FA0dxA=rAdV1、恒溫等溫、穩(wěn)態(tài)操作2、物料微元通過反應(yīng)器的停留時間相同3、無返混，固定點流體的組成、溫度為常數(shù)，即不隨時間變化。2024/1/866對上式積分得

因為FA0為常數(shù)，得∵FA0=CA0v0

（2-53）令

V/v0=

簡稱為停留時間，即反應(yīng)時間，或稱空間時間∴2024/1/867對上式積分得

（3-17）因為FA0為常數(shù)，得∵FA0=CA0v0（2-53）令

V/v0=

簡稱為停留時間，即反應(yīng)時間，或稱空間時間

可知平推流反應(yīng)器的(2-53)式與間歇反應(yīng)器的(2-45)式完全相同,其積分方法和結(jié)果也完全相同。圖解積分方法也與間歇反應(yīng)器完全相同。略?。?-45）比較間歇反應(yīng)器的2024/1/868對恒容過程,式(2-53)成為式（2-54）和（2-55）注意幾點:1、兩者的反應(yīng)時間完全相同，但反應(yīng)結(jié)果不一定完全相同，須視反應(yīng)機(jī)理而定。2、物料在兩者中的流動形態(tài)完全不同。3、間歇反應(yīng)器中物料均勻混合，反應(yīng)為非穩(wěn)態(tài)過程；平推流反應(yīng)器中沒有返混，為穩(wěn)態(tài)過程。4、平推流反應(yīng)器的生產(chǎn)能力大于間歇反應(yīng)器。（2-54）2024/1/869四、理想混合反應(yīng)器（單級理想混合反應(yīng)器、連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器、全混流釜、均相反應(yīng)器）特點：

（1）連續(xù)進(jìn)料和出料；（2）反應(yīng)器內(nèi)各點的組成均一，溫度相同，不是時間的函數(shù)；（3）出口流體的組成和反應(yīng)器內(nèi)流體的組成相同；（4）穩(wěn)態(tài)操作；（5）反應(yīng)速率是常數(shù)。

CA0—反應(yīng)物A的初時濃度

v0—全部反應(yīng)物的體積流量

CA—反應(yīng)物A的出口濃度

V—反應(yīng)器體積（物料體積）CAVCAv0v0CA02024/1/870物料衡算：反應(yīng)物A的流入速率=反應(yīng)物A的流出速率+A的消失速率+A的累積速率恒容時：A的流入速率為CA0v0，A的流出速率為CAv0A的消失速率為rAV，A的累積速率為0。即

CA0v0=CAv0+rAV+0（CA0-CA）v0=rAV

V=v0(CA0-CA)/rA=v0CA0xA/rA整理得

V/v0=(CA0-CA)/rA=CA0xA/rA

2024/1/871

V/v0=(CA0-CA)/rA=CA0xA/rA

令

=V/v0

定義為平均停留時間

=(CA0-CA)/rA對rA來講，因為CA不變，所以rA不變,上式為代數(shù)式,不需積分（2-58）rA=kCA2024/1/872對聚合反應(yīng)[P*]=(2fkd[I]/kt)1/2rM=kp[P*][M]=kp(2fkd[I]/kt)1/2[M]0(1-x)=[M]0x/rM=x/[(2fkd[I]/kt)1/2(1-x)]或x=1-1/[1+kp(2fkd[I]/kt)1/2

2024/1/873對二級反應(yīng)則得對一級反應(yīng),rA=kCA=kCA0(1-xA)代入（2-58)式

=(CA0-CA)/rA

得xA00時，（2-58)式為

=V/v0=CA0(xA2-xA1)/rA=CA0(xAi-xAi-1)/rA不同反應(yīng)級數(shù)反應(yīng)時反應(yīng)時間的計算2024/1/874

從

=(CA0-CA)/rA=CA0xA/rA

得

/CA0=xA/rA1/rA0xxA2xA1面積=

/CA0圖解法求解

（2-58）2024/1/875五、多級串聯(lián)理想混合釜式反應(yīng)器CA1V1CA1v0v0CA0V2CA2CA2v0CA3v0CA3CAiViV3CANVRCANVNCAi-1CAiCAN-1CANv0v0v0v0濃度變化圖2024/1/876五、多級串聯(lián)理想混合釜式反應(yīng)器1、特點：（1）每級都為理想混合反應(yīng)器（2）前一級反應(yīng)器的出口組成就是下一級反應(yīng)器的進(jìn)口組成（3）級間無返混按其特點，對第i級反應(yīng)器中的反應(yīng)物A做物料衡算得CAi-1

vo=CAiv0+rAiViCAi-1＝CAi＋rAi

i

i=Vi/v0,為物料在第i級反應(yīng)器中的平均停留時間

i=(CAi-1–CAi)/rAi=CA0(xAi-xAi-1)/rAi基本設(shè)計方程式2024/1/8771、代數(shù)法計算反應(yīng)時間以等溫等容一級反應(yīng)為例

對一級反應(yīng)rAi=kiCAi，得2024/1/878（2-60）2024/1/879（2-60）（2-61）當(dāng)各級反應(yīng)器等溫等容時，則各級的k及都相等，即所以(2-60)式變?yōu)?2-61)式2024/1/880

為物料在單釜中的平均停留時間?？偟钠骄Ａ魰r間為

t=N總的流體體積為VN=tv0在多級理想混合釜式反應(yīng)器的設(shè)計中一般包含XAN、N、V、v0四個參數(shù)，當(dāng)確定其中三個，即可求得第四個。以轉(zhuǎn)化率表示，則單釜平均停留時間

（2-62）2024/1/8812、圖解法對象：不等溫；不等體積；無動力學(xué)方程式或動力學(xué)方程式復(fù)雜難于用代數(shù)法求解（1）出發(fā)點：物料衡算；動力學(xué)數(shù)據(jù)（方程式、曲線等）由式得-1/

為rAi~CAi函數(shù)的斜率，截距為CAi-1/(2-64)2024/1/882(2)方法：rACACA0CA3斜率=-1/

rA=f(CA)CA1CA2

V1=V2=V3的情況2024/1/883

V1

V2

V3的情況rACACA0CA3斜率=-1/

1rA=f(CA)CA1CA22024/1/884rACACA0CA3斜率=-1/

rA=f(CA)1,T1CA1CA2

不同反應(yīng)溫度的情況，T2>

T1rA=f(CA)2，T22024/1/885表2-12不同型式反應(yīng)器體積比(P35)最佳反應(yīng)器體積的確定（P35,略）2024/1/886六、反應(yīng)器型式和操作方法的評比和選擇

1.單一反應(yīng)

——沒有副反應(yīng)

——主要考慮反應(yīng)器的體積大小(τ的長短)2.復(fù)合反應(yīng)

——有副反應(yīng)，要用多個動力學(xué)方程式描述

——除考慮體積(τ的長短)外，還要考慮選擇性(產(chǎn)物分布)(1)平行反應(yīng)

(2)連串反應(yīng)本節(jié)要求：掌握在簡單反應(yīng)中反應(yīng)器性能差別的原因及反應(yīng)器型式的選擇要點。了解返混對化學(xué)反應(yīng)的影響。2024/1/887六、反應(yīng)器型式和操作方法的評比和選擇1.單一反應(yīng)

——

沒有副反應(yīng)

——主要考慮反應(yīng)器的體積大小(τ的長短)定義：容積效率η——對于同一反應(yīng)，在相同溫度、產(chǎn)量及轉(zhuǎn)化率下，平推流反應(yīng)器的有效體積與理想混合反應(yīng)器的有效體積之比。因為平推流反應(yīng)器的體積最小，所以η1η的計算：平推流單級連續(xù)釜(2-66)(2-58)三式分別以CA0/rA對XA作圖

m>mi>P

0級反應(yīng)時，η與XA無關(guān)。且因為rA=k，與濃度無關(guān)，即反應(yīng)物的多少（轉(zhuǎn)化率的高低）對其無影響。另外，因為τp=τm，故各種反應(yīng)器的體積相等。對非零級反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率愈高，η愈低。即平推流與理想混合流的VR差距愈大。僅從設(shè)備投資來看，高轉(zhuǎn)化率時，宜用平推流反應(yīng)器。對相同的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)級數(shù)愈高，η愈低。僅從設(shè)備投資來看，高反應(yīng)級數(shù)的場合，宜用平推流反應(yīng)器。2024/1/889進(jìn)一步分析容積效率η的影響因素-反應(yīng)級數(shù)和轉(zhuǎn)化率表2-13列出相同的計算式.對任意級數(shù)的反應(yīng)，依此可算出其容積效率η；另外，用η對XA作圖更直觀，見圖2-23，P392024/1/8902.復(fù)合反應(yīng)(1)平行反應(yīng)平行反應(yīng)——反應(yīng)物同時產(chǎn)生多種產(chǎn)物實際中，希望主反應(yīng)占優(yōu)勢，即越大越好。在決定的k1，k2，n1，n2，CA中，前四個在溫度一定時，皆為常數(shù)，唯有CA可以控制，即希望項越大越好。宜用間歇釜或平推流反應(yīng)器。此時，選擇性與設(shè)備投資考慮一致。宜用理想混合反應(yīng)器(連續(xù)釜)。此時，選擇性與設(shè)備投資考慮矛盾(經(jīng)濟(jì)平衡)。選擇性不受反應(yīng)器類型的影響。此時，主要從設(shè)備投資角度考慮。2024/1/8912.復(fù)合反應(yīng)(2)連串反應(yīng)連串反應(yīng)——反應(yīng)逐步進(jìn)行以R為目標(biāo)產(chǎn)物時，希望越高越好，故應(yīng)使CA>CR，即CA越高，R的收率越高。所以，用平推流或間歇反應(yīng)器。此時，選擇性與設(shè)備投資考慮一致！以S為目標(biāo)產(chǎn)物時，希望越小越好，即CA越低，S的收率越高。所以，用理想混合反應(yīng)器(連續(xù)釜)。此時，選擇性與設(shè)備投資考慮矛盾！結(jié)論：高濃度利于主反應(yīng)——用平推流或間歇反應(yīng)器低濃度利于主反應(yīng)——用理想混合流反應(yīng)器2024/1/892小結(jié):1、動力學(xué)方程式rA（動力學(xué)數(shù)據(jù)）是基礎(chǔ)2、物料衡算是關(guān)鍵2024/1/893返混原因：①物料與流向相反——渦流②不均勻的速度分布③死角、短路

停留時間各不相同而形成了停留時間分布與分子量分布類似第五節(jié)連續(xù)流動反應(yīng)器的停留時間分布（ResidenceTimeDistribution,RTD)1、研究RTD的原因：

①前述平均反應(yīng)時間τ——物料不同反應(yīng)時間的平均值②RTD和返混的關(guān)系及區(qū)別停留時間分布是返混程度的表征可測、可用函數(shù)表示不可測、難計算表明物料有不同的停留時間產(chǎn)生返混的原因2024/1/894③工業(yè)上的反應(yīng)器非理想流動2、研究RTD的目的（1）可以合理正確地預(yù)估實際反應(yīng)器的性能（2）合理確定實際反應(yīng)器偏離理想流動反應(yīng)器的程度（3）正確估計對化學(xué)反應(yīng)的影響

RTD是目前反應(yīng)器設(shè)計和放大必須考慮的因素之一3、研究方法：冷模（即反應(yīng)器內(nèi)無化學(xué)反應(yīng);但使用示蹤劑，如染料，電解質(zhì)，放射性微粒）4、RTD的表示方法：①停留時間分布密度函數(shù)E(t)②停留時間分布函數(shù)F(t)2024/1/895一、停留時間分布的表示方法（P50)1、停留時間分布密度函數(shù)E(t)定義：在設(shè)備出口流體中，已在設(shè)備中停留時間為t到t+dt

間的微元所占的分率（v0C(t)dt/Q）,這個分率表示為E(t)dt

，E(t)稱為停留時間分布密度函數(shù)00E(t)tv0C(t)/QE(t)曲線E(t)dtt

t+dt2024/1/8962、停留時間分布函數(shù)F(t)（累計停留時間分布函數(shù)）或稱F曲線定義：設(shè)備出口流體中，停留時間小于t

（或說停留時間介于0~t

之間）的微元（物質(zhì)、分子）所占的分率00E(t)tdtt面積=F(t)=2024/1/8973、器內(nèi)年齡分布密度函數(shù)I(t)定義:在系統(tǒng)中存留時間為t到t+dt

那部分物料所占的分率為I(t)dt

。那么I(t)稱為年齡分布密度函數(shù)4、無因次停留時間

定義：=停留時間/平均停留時間=t/

無因次平均停留時間:=平均停留時間/平均停留時間=/=12024/1/898二、停留時間分布的測定目的：獲得停留時間分布函數(shù)F(t)和停留時間分布密度函數(shù)E(t)對非理想流動：停留時間分布的測定是采用刺激——感應(yīng)技術(shù)（Stimulation-ResponseTechnique)2024/1/899vQ,C0,vC(t)v刺激：輸入示蹤劑感應(yīng)：用儀器記錄不同時刻的示蹤劑濃度C(t)要求:1、不影響流況2、惰性3、便于檢測2024/1/8100C0

v0C(t)v0刺激：切換管路輸入示蹤劑

1、階躍輸入法（得到F曲線和F函數(shù)）方法：v0

常用測定方法：階躍輸入法;脈沖輸入法感應(yīng)：用儀器記錄不同時刻的示蹤劑C(t)2024/1/810100F(t)C/C01.0進(jìn)口濃度C0/C0出口濃度C/C0=F(t)F曲線t階躍輸入法：（1）瞬間把進(jìn)口物料切換為示蹤劑流體（2）同時開始計時并不斷檢測或分析出口流體中示蹤劑在各個時刻的濃度C(

)（3）按定義，不同時刻出口流體中示蹤劑所占的分率為：C(t)v/C0v即C(t)

/C0

F(t)2024/1/8102

v0QmolC(t)v0刺激：脈沖輸入示蹤劑Qmol或其它單位

2.脈沖輸入法（得到E曲線和E函數(shù)）（1）瞬間向設(shè)備注入一定量的示蹤劑，如Qmol或其它單位（2）同時開始計時并不斷檢測和分析出口流體中示蹤劑的濃度C(t)。那么示蹤劑的摩爾流量為C(t)v0mol/min感應(yīng)：用儀器記錄不同時刻的示蹤劑C(t)2024/1/8103實驗數(shù)據(jù)的整理：(1)用脈沖輸入法獲得E曲線（E函數(shù)）出口流中dt期間示蹤劑的流出量為

v0C(t)dt

（實際為

t)那么dt期間出口流中示蹤劑所占的分率為：v0C(t)dt/Q

因為Q為加入示蹤劑的總量。已知這個分?jǐn)?shù)的定義為E(t)dt,本質(zhì)上兩者相等。所以

E(t)dt=v0C(t)dt/Q

即E(t)=v0C(t)/Q(1/時間）2024/1/810400E(t)τ

C/C0理想脈沖輸入示蹤劑t以E(t)~t關(guān)系作圖得v0C(t)/QE(t)E()(backtoP94)2024/1/8105∵

∴對離散型（實驗所得數(shù)據(jù)一般如此），Q的計算為2024/1/8106

注意：式中C0是以物料體積VR為基準(zhǔn)的示蹤劑初時濃度，即從E(t)=v0C(t)/Q(式2-88,P52)還可得，2024/1/8107(2)獲得F曲線（F函數(shù)）的方法第一種方法：階躍輸入法，見前述實驗技術(shù)第二種方法：E函數(shù)積分(3)兩種方法的比較

脈沖輸入法：可直接得到E曲線（E函數(shù)），積分E函數(shù)可得F函數(shù)。對體系無污染，但操作時間要求盡可能短，對實驗技能要求較高階躍輸入法：可得到F曲線（F函數(shù)），E函數(shù)（或E曲線），即由F函數(shù)微分得到。對產(chǎn)品純度要求嚴(yán)格的系統(tǒng)不適用，實際生產(chǎn)中難采用。多在實驗室中采用。(4)由曲線獲得數(shù)學(xué)方程式需采用多項式回歸方法。2024/1/8108三、停留時間分布的數(shù)學(xué)特征1、數(shù)學(xué)期望平均值、均值、或然值。停留時間分布密度函數(shù)的數(shù)學(xué)期望就是平均停留時間

。定義為：（2-89)設(shè)隨機(jī)變量ξ僅取值x1，x2，……，xn，其概率分別為p1，p2，……，pn，稱其加權(quán)平均值p1x1+p2x2+……+pnxn為ξ的數(shù)學(xué)期望。2024/1/8109對離散型數(shù)據(jù)，平均停留時間為當(dāng)取樣為等時間間隔時為此式為通常用于工業(yè)裝置的

的求解。對實驗裝置，VR易于測定，故可按

＝VR/v0計算即可。2024/1/81102

、方差

t2

的單位為：時間2對于PFR,t=,所以t2=0（2-91)(backtop108)表示隨機(jī)變量與其數(shù)學(xué)期望離散程度的數(shù)學(xué)量。設(shè)變量為ξ的數(shù)學(xué)期望為ξ，稱(ξ-ξ)2的數(shù)學(xué)期望為ξ的方差。＝12024/1/8111對于離散型的實驗數(shù)據(jù),(2-91)式寫成上兩式的證明如下:（2-92)2024/1/8112將(2-91)式展開得對離散型且

t相等即有（2-92）式2024/1/8113以無因次時間表示,則隨機(jī)變量的方差為∵或以

2

同除（2-91）式兩邊即對（2-91）(2-93)2024/1/8114

2=0 平推流反應(yīng)器

2=1 理想混合流反應(yīng)器0<

2<1 實際反應(yīng)器，或非理想流動反應(yīng)器2024/1/8115〔例2-9〕有一容積為12m3的反應(yīng)器，流體以0.8m3/min的流量流入。今以脈沖示蹤法注入鹽溶液，測得出口處的鹽濃度如表所列t,min05101520253035C,g/m303554210按表列數(shù)據(jù)作E、F曲線，并求。解：已知流體的體積流量為v0,則流入系統(tǒng)的總量為Q(1)Q=v0C(t)t=v0tC(t)=0.85(3+5+5+4+2+1)=80g2024/1/8116根據(jù)式E(t)=v0C(t)/Q可求得不同時刻的E(t).如計算時刻t=15min，濃度C=5g/m3時的情況,則E(t)=0.8

5/80=0.05min-1。其余E(t)值均列于下表第三列中。t/minC(t)/g/m3E(t)/min-1F(t)00000530.030.0750.0751050.050.200.27515 5 0.05 0.250.52520 4 0.04 0.2250.75025 2 0.02 0.1500.9030 1 0.01 0.0750.97535 0 0 0.0251.00(gotoppt80)2024/1/8117（2）F(t)值的計算如下：(設(shè)時間區(qū)間為0~15min)0.075=[(0+E(5)/2]=[(0+0.03)/2]

50.2={[E(5)+E(10)]/2}5=[(0.03+0.05)/2]50.25={[E(10)+E(15)]/2}5=[(0.05+0.05)/2]52024/1/8118（3）平均停留時間的計算：

=tE(t)/E(t)式中tE(t)=t1E1+t2E2+t3E3+t4E4+t5E5+

t6E6+t7E7=50.03+100.05+150.05+200.04+250.02+300.01+0=3E(t)=0.2min-1∴=tE(t)/E(t)=3/0.2=15min（gotoppt97）(backtoppt107)2024/1/8119計算和2024/1/8120第六節(jié)流動模型一、理想流動模型1、平推流反應(yīng)器（平推流模型）的RTD當(dāng)t<時,F=0當(dāng)t

時,E(t)=0當(dāng)t≥時,F=1當(dāng)t=時,E(t)=

F(t)ttE(t)001.0(gotoppt98)(gotoppt101)

t2=0,2=02024/1/81212、理想混合反應(yīng)器（理想混合流模型）的RTD流入量＝流出量＋累積量＋無反應(yīng)項C0v0dt=Cv0dt+VdC+0整理得:(即兩邊同除C0再移項)即Cv0C0v02024/1/8122

當(dāng)t=0時,出口處示蹤劑濃度為0,即C/C0=0,積分得當(dāng)t=0時,F=0當(dāng)t=

時,F=1F(t)

t01.00.6322024/1/8123

當(dāng)t=0時,E(t)=1/

——最大值。為平均停留時間

方差為：E(t)

t0即2024/1/8124特點：（1）假定每級為理想混合（2）級間無返混（3）每一級體積相等本模型RTD的實驗測定方法：階躍法

RTD的計算：

t=0時,各反應(yīng)器中示蹤劑的濃度分別為零，即C1=C2=C3=……=CN=0t=ti時,各反應(yīng)器中示蹤劑的濃度分別為C1,C2,C3,……CN

當(dāng)t=t+dt時，各反應(yīng)器中示蹤物的濃度變化為dC1,dC2,……dCN各時段濃度2024/1/8125當(dāng)t=t+dt時，各反應(yīng)器中示蹤物的濃度變化為dC1,dC2,……dCN對第一級：F1(t)=C1/C0=1-e-t/

式中=V/v0,這一級的平均停留時間對第二級：v0C1dt=v0C2dt+VdC2即,dC2/dt+v0C2/V=v0C1/V將C1代入上式得dC2/dt+v0C2/V=v0C0(1-e-t/)

/VdC2/dt+C2/=C0(1-e-t/)

/（已獲得，即IMR的RTD）C1=C0(1-e-t/

)2024/1/8126

二、非理想流動模型（一）多級理想混合模型的RTDC1VRC1v0v0C0VRC2C2v0C3v0C3CiVRVRCNVRCi-1CiCN-1CNv0v0v0v0計算流程圖2024/1/8127

當(dāng)t=0時,E(t)=1/

——最大值。為平均停留時間

方差為：E(t)

t0即2024/1/8128

二、非理想流動模型（一）多級理想混合模型的RTDC1VRC1v0v0C0VRC2C2v0C3v0C3CiVRVRCNVRCi-1CiCN-1CNv0v0v0v0計算流程圖2024/1/8129特點：（1）假定每級為理想混合（2）級間無返混（3）每一級體積相等本模型RTD的實驗測定方法：階躍法

RTD的計算：

t=0時,各反應(yīng)器中示蹤劑的濃度分別為零，即C1=C2=C3=……=CN=0t=ti時,各反應(yīng)器中示蹤劑的濃度分別為C1,C2,C3,……CN

當(dāng)t=t+dt時，各反應(yīng)器中示蹤物的濃度變化為dC1,dC2,……dCN各時段濃度2024/1/8130當(dāng)t=t+dt時，各反應(yīng)器中示蹤物的濃度變化為dC1,dC2,……dCN對第一級：F1(t)=C1/C0=1-e-t/

式中=V/v0,這一級的平均停留時間對第二級：v0C1dt=v0C2dt+VdC2即,dC2/dt+v0C2/V=v0C1/V將C1代入上式得dC2/dt+v0C2/V=v0C0(1-e-t/)

/VdC2/dt+C2/=C0(1-e-t/)

/（已獲得，即IMR的RTD）C1=C0(1-e-t/

)2024/1/8131上式為一階線性微分方程，初始條件為:t=0時,C1=C2=0，解得同理得第N級注意：式中的為單釜的平均停留時間（2-99）（2-100）2024/1/8132令

T為總平均停留時間，則

T=N,得代入(2-101)2024/1/8133以對比時間

來表示為當(dāng)N

時，F(xiàn)（）=1,如下圖2024/1/8134虛擬級數(shù)N的影響圖2-41多級理想混合反應(yīng)器停留時間分布曲線(P59)F(

)

2024/1/8135

多級理想混合模型中的級數(shù)N是表征系統(tǒng)返混程度的一個定量指標(biāo)，稱為模型參數(shù)，亦稱為虛擬級數(shù)，是等于或大于1的任何數(shù)將(2-101)式對t微分得(2-103)∵E(

)=

TE(t),

=/T(2-104)或2024/1/8136FN(

)式對

微分得

EE()(2-104)圖2-41(P59)2024/1/8137方差兩邊同除

2

得2024/1/8138方差兩邊同除

2

得以對比時間表示為2024/1/8139將(2-104)式

函數(shù)代入上式得即2024/1/8140從可知單級理想混合反應(yīng)器當(dāng)N,2=0,即為平推流反應(yīng)器（平推流模型）（二）層流流動的速度分布模型(略)（三）擴(kuò)散模型(略)（四）帶死角和短路的理想模型(略)（五）停留時間分布曲線的應(yīng)用三、停留時間分布曲線的應(yīng)用1、判斷反應(yīng)器內(nèi)流體的流動狀況圖2-53偏離平推流的E(t)曲線圖2-53接近理想混合流的幾種E(t)曲線形狀（五）停留時間分布曲線的應(yīng)用1.定性判斷反應(yīng)器內(nèi)流體的流動狀態(tài)（管式反應(yīng)器，連續(xù)流動攪拌釜式反應(yīng)器……等等）2、用于反應(yīng)器的設(shè)計和放大2024/1/8141第七節(jié)停留時間分布和化學(xué)反應(yīng)本節(jié)重點：

混合狀態(tài)和反應(yīng)器型式與化學(xué)反應(yīng)的關(guān)系，即混合狀態(tài)和反應(yīng)器型式對不同反應(yīng)級數(shù)時轉(zhuǎn)化率的影響。注意：BR及PFR與IMR的區(qū)別對一級反應(yīng)，轉(zhuǎn)化率只與停留時間（即反應(yīng)時間）有關(guān)，而與混合狀態(tài)無關(guān)，即無分子間相互碰撞的情況。已知：非一級反應(yīng)，與分子彼此的碰撞有關(guān)2024/1/81422024/1/8143一、反應(yīng)器中流體的混合狀態(tài)（一）從混合對象的尺度來看，有微觀混合和宏觀混合。微觀混合(micromixing)

：物料在反應(yīng)器內(nèi)以分子尺度進(jìn)行分散混合，各分子可以自由運動微觀流體（microfluid)：處于微觀混合狀態(tài)的流體微觀流體及其特點：（1）反應(yīng)器內(nèi)各分子可以自由運動和混合（2）化學(xué)反應(yīng)是在分子間進(jìn)行,如溶液聚合2024/1/8144宏觀混合(macromixing)

：物料在反應(yīng)器內(nèi)以微元（許多分子的聚集體）尺度進(jìn)行分散混合，各微元可以自由運動（如懸浮聚合）宏觀流體（macrofluid):處于宏觀混