化学反应工程第三章分析.ppt

复习题 3.5.2 串联釜式反应器计算 3、 任意反应 例题3.6 和3.7自学 3.5.3 串联釜式反应器各釜最佳反应体积比 当釜数及最终转化率已规定情况下,为使总的反应体积最小,各釜反应体积存在以最佳比例。 3.5.3 串联釜式反应器各釜最佳反应体积比 =0 总反应体积最小的必要条件 3.5.3 串联釜式反应器各釜最佳反应体积比 对于一级不可逆反应： 3.5.3 串联釜式反应器各釜最佳反应体积比 对于一级不可逆反应而言，当串联各釜的体积相同时， 总反应体积最小 对于非一级不可逆反应而言，需要采用图解法求取， 本课程不作要求，自己根据书中介绍自学 3.5.3 串联釜式反应器各釜最佳反应体积比 结论：串联釜式反应器中进行?级反应： ?1，各釜体积依次增大，小釜在前，大釜在后。 ?=1，各釜体积相等。 0?1，各釜体积依次减小。 ?=0，串联总体积等于单釜操作的体积。 ?0，单釜优于串联釜。 3.6 釜式反应器中复合反应的收率与选择性 3.6.1 总收率与总选择性 瞬时选择性 总收率 总选择性 3.6 釜式反应器中复合反应的收率与选择性 达到相同转化率下的收率： 间歇釜多釜串联单一CSTR 当S随XA增加而单调下降时 3.6 釜式反应器中复合反应的收率与选择性 当S随XA增加而单调上升时 达到相同转化率下的收率： 间歇釜多釜串联单一CSTR 3.6 釜式反应器中复合反应的收率与选择性 3.6.2 平行反应 瞬时选择性 思考：根据上述动力学方程，如何选择加料方式，使得 目的产物的收率达到最大？ 3.6 釜式反应器中复合反应的收率与选择性 例3.8 以纯A为原料在连续釜式反应器中生产P，反应为 空时为1h，问在什么温度下操作P的收率最大？ k1和k2与温度关系已知 解：列组分A和P的物料衡算式如下 3.6 釜式反应器中复合反应的收率与选择性 3.6 釜式反应器中复合反应的收率与选择性 最佳操作温度与空时有关 3.6.3 连串反应 3.6 釜式反应器中复合反应的收率与选择性 等温间歇釜式反应器中进行一级不可逆连串反应，目的产物P存在最高收率。 连续釜式反应器中是否存在最大收率？ 解: 3.6 釜式反应器中复合反应的收率与选择性 釜式反应器中连串反应的中间目的产物的最佳收率问题 BR CSTR 或 3.6 釜式反应器中复合反应的收率与选择性 釜式反应器的转化率与收率的关系图 转化率相同，BR的收率 大于CSTR k2/k1越小，差异越大 都存在极大值 收率随k2/k1越小而增大 温度对收率的影响？，自己讨论 例题3.9 自学 3.7 半间歇釜式反应器 特点：半间歇操作反应物系组成随时间而变。 液相反应： 3.7 半间歇釜式反应器 条件：先注入V0的B，后连 续加A，流量Q0，浓度为CA0， 出料Q=0 B过剩，一级处理 3.7 半间歇釜式反应器 k=0.2h-1,V0/Q0=0.5h计算结果 * * 化学反应工程 第三章 釜式反应器 天津大学化工学院 反应工程教研组 第三章：釜式反应器 特征：反应器内各处温度 和浓度均一且与出口一致 3.1釜式反应器的物料衡算式 连续釜式反应器 间歇釜式反应器 代 数 方 程 微 分 方 程 3.2等温间歇釜式反应器的计算 单一反应 3.2等温间歇釜式反应器的计算 反应时间 t 辅助时间 t0 反应体积 反应器体积 对于反应 产量 以单位时间内产量最大为优化目标 3.2等温间歇釜式反应器的计算 √√√ 3.2等温间歇釜式反应器的计算 图解法求解 3.3等温间歇釜式反应器的计算（复合反应） A物料衡算 P物料衡算 3.3等温间歇釜式反应器的计算（复合反应） 多个平行反应 3.3等温间歇釜式反应器的计算（复合反应） 解： t=3h CA0=2kmol/m3 3.3等温间歇釜式反应器的计算（复合反应） 积分 3.3等温间歇釜式反应器的计算（连串反应） 3.3等温间歇釜式反应器的计算（连串反应） 以目的产物P的收率 最大为优化目标可得 最佳反应时间 3.3等温间歇釜式反应器的计算（连串反应） 例3.3 在间歇釜式反应器中等温下进行下列反应 (A) (M) (B) (B) (M) k2/k1=0.68,计算一甲胺的最大收率和与其相应的氨转化率。 (A) (B) 3.3等温间歇釜式反应器的计算（连串反应） 解：氨的转化速率为 一甲胺的生成速率为 IC: 3.3等温间歇釜式反应器的计算（连串反应） 当YB＝YBmax时 k2/k1=0.68 实际上第二个反应生成的二甲胺还可和甲醇反应生成三甲胺，若考虑这个反应，对上述一甲胺的最大收率是否有影响，试分析原因？ 3.4连续釜式反应器的反应体积 对稳态操作，有： ? 单一反应 等温C