化学反应工程-第一章总结

化学反应工程,是一门研究化学反应的工程问题的学科。 1. 化学反应工程的研究内容:包括两个方面的内容,反应动力学和反应器设计分析。1. 反应动力学--研究化学反应进行的机理和速率,以获得工业反应器设计与操作所需的动力学知识和信息,如反应模式、速率方程及反应活化能等;2. 反应器设计分析--研究反应器内上述因素的变化规律,找出最优工况和适宜的反应器型式和尺寸。 2. 化学反应过程通常包含三传一反:热量、质量、动量、化学反应。

3. 物料衡算式(描述浓度变化)--连续性方程 ;能量衡算式(描述温度变化) );动量衡算式(描述压力变化) ) 模式:输入=输出+消耗+累积

4. 化学反应的分类:均相反应和非均相反应,催化反应和非催化反应;使用固体催化剂的反应属于非均相反应。

5. 反应器类型:管式反应器、釜式反应器、塔式反应器、固定床反应器、流化床反应器、流动床反应器、滴流床反应器 6. 操作方式:间歇、连续、半连续。

间歇操作为非定态过程,反应器内物系的组成随时间变化;

连续操作为定态过程,反应器内物系参数不随时间变化,随位置变化。 7. 反应进度

化学计量系数:反应物的为负值,生成物的为正值。

反应进度:反应后组分的(终态摩尔量-初始量)/化学计量系数;为正值。

nA?nA0?A8. 转化率

=nB-nB0?B=nR?nR0?R=? ni?ni0???ij?j

j?1M表示一个化学反应进行的程度,针对反

应物的一个量。

选用不过量的反应物(关键组分或着眼组分)计算转化率。

如果反应物不只是一种,针对不同反应物计算出来为X是不一样的 如果反应物的比例符合化学计量关系,则数值均相等;;

9.转化率的起始状态选择问题

对于连续反应器,进口处的状态;间歇反应器,开始反应时的状态;串联使用的反应器,进入第一个反应器的原料为准这样有利于计算和比较 10. 单程转化率和全程转化率的区别

甲醇合成流程简图,生产中采用循环操作,一部分未能转化的原料重新返回合成塔。由于存在未完全转化反应物的循环,在计算全程转化率时,计算基准为新鲜原料进入反应系统到离开所达到的转化率。

单程转化率是一次性从反应器进入到离开所达到的转化率。两者相比较,全程转化率必定大于单程转化率。

11. 收率与选择性(针对反应产物而言的)

对于单一反应 Y=X(关键组分);对于复合反应 Y≠X;用于评价复合反应 12. 选择性

S=生成目的产物所消耗的关键组分量 Y=SX

已转化的关键组分量

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