反应工程复习.PPTVIP

化学反应工程总复习 第1章 绪论 （5分） 第2章 均相反应动力学基础（8分） 第3章 均相反应过程（20分） 第4章 非理想流动 （20分） 第5章 催化剂与催化反应动力学（32分） 第6章 固定床反应器 （10分） 第7章 流化床反应器 （5分） 第1章 绪论 1. 三传一反： 质量传递、热量传递、动量传递 第2章 均相反应动力学基础 均相反应： 反应级数的概念： 反应级数不能独立的表示反应速率的大小，只是表明反应速率对各组分的浓度的敏感程度，反应级数越大，反应速率对浓度的敏感程度就越大。 若在间歇反应器内进行恒容反应 自催化反应 均相催化反应 复合反应 收率φp： 第3章 均相反应器 第5章 重点内容 催化剂 催化剂的物理特性 催化剂常用制备方法 要求催化剂具备一定的活性好、选择性高、寿命长。 1）兰格缪尔模型Langmuir型 反应速率的实验测定方法 ？ 实验用反应器？ 非催化气-固相反应动力学 气膜扩散控制： 将上面两式联立得： 利用边界条件：t=0，rc=R，积分得 第6章 固定床反应器 固定床反应器的优缺点？ 传热和控温如何解决？ 第7章 流化床反应器 流化床反应器的优缺点？ 令：无因次时间: 则： 无因次平均停留时间 若以 表示以 为自变量的方差，则它与 的关系为： 脉冲示踪和阶跃示踪 第二节 理想流动及层流的停留时间分布 1 平推流 数字特征为： 表明所有的流体粒子在反应器内的停留时间相同。 方差越小，说明分布越集中，分布曲线就越窄，停留 时间分布方差等于零这一特征说明系统内不存在返混。 对恒容： 全混流： 数字特征： 3)平推流与全混流串并联模型 平推流区 全混流区 Ⅰ）按串联方式组合（串联模型） 平推流区 全混流区 设反应器内全混流的体积为 平推流体积为 该模型的 形式为： Ⅱ）并联模型 停留时间分布为： 其中： 4) 带有短路的全混流模型 停留时间分布为： 其中 带有短路的平推流可看作是两个平推流并联，且其中一个平均停留时间为0。 4) 有短路的平推流全混流串联 停留时间分布为： 气-固催化反应的步骤 固体催化剂由三部分组成：主催化剂、助催化剂和载体 该模型假设的前提条件 气-固催化反应动力学方程 反应: A的吸附： B的吸附： 表面反应： R的脱附： S的脱附： 催化剂颗粒中的扩散 1、孔扩散 1）催化剂中气体扩散的形式 扩散 分子扩散 努森扩散 构型扩散 表面扩散 λ/2ra≤10-2，分子间的碰撞 λ/2ra≥ 10-2，分子与孔壁的碰撞 孔半径(0.5-1.0nm)的微孔 内表面上分子向表面浓度降低的方向移动 λ＝10－100nm 粒径不变的缩核模型： 粒径减小的缩核模型： A通过气膜扩散到固体表面； A经过灰层到未反应核表面； A与固体间反应； 气态产物扩散通过灰层扩散； 产物进入气流主体； 固体表面上气体反应组分的浓度可当作零，反应期间CAg是恒定的。 如果固体B的密度为ρm，颗粒体积为VP，则质量为ρm VP * 按反应物系的相类特征分类： 　均相 ；非均相（催化非催化） 按操作方式分类（特点及举例） 间歇操作 连续操作 半连续操作 工程中的放大问题（三传发生了改变） —守恒总方程式： 累积量=输入量-输出量 速率常数 k 与反应速率的表示方式、速率方程的形式、反应物 系组成的表示方法有关。 因次： E——活化能， 物理意义：把反应分子激发到可进行反应的活化状态时 所需要的能量 对于零级、1级、2级反应的动力学方程熟练运用； 包括可逆反应、平行反应、串联反应等类型； 熟悉以压力P和转化率x表示的速率方程表达式； 设反应对各反应组分均为一级反应，则速率方程为： 由计量关系可得: 转化率 若忽略非催化反应部分的速率，可表示为： 对于间歇反应器内进行的恒容反应，其速率方程为： 积分 得率XP : （无返混） （返混程度最大） 理想反应器 理想混合反应器 （完全混合） 平推流反应器 （无返混） 间歇式完全混合 连续式完全混合 返 混：不同停留时间的粒子间的混合 平推流：反应物料以相同的流速和一致的方向进行移动，所有的物料在器内具有相同的停留时间。 积分得： ——间歇完全混合反应器的设计方程 全混流反应器 1 、物料衡算 输入 = 输出 = 积累 = 0 A的反应量 = —— 全混流反应器的设计方程 定义空时 代表反应器处理物料的能力 变小，处理能力变大 对于均相反应： （体积空速） 对于非均相反应，常以催化剂质量多少表示反应器的体积