陈甘棠主编化学反应工程.pptxVIP

解：a平推流在前，全混流在后 根据平推流反应器的设计方程 ;解：脉冲输入法直接得到的是E（t） ;解：a平推流在前，全混流在后 根据平推流反应器的设计方程;b：全混流在前，平推流在后 根据全混流反应器的设计方程 ; 催化剂与催化动力学基础;5.1催化剂 5.1.1简述： 气固相催化反应器内进行的是非均相反应。均相反应与非均相反应的基本区别在于，前者的反应物料之间无相界面；后者在反应物料之间或反应物与催化剂之间有相界面，存在相际物质传递过程，因此非均相反应器的实际反应速率还与相界面的大小及相间扩散速率有关。 ;当催化剂和反应物处于不同相时为多相催化反应。 在多相催化反应中，催化剂通常均为固体。由气体反应物和固体催化剂组成的体系称为气—固多相催化反应，它是最常见的且最重要的一类反应，如氨的合成，乙烯氧化合成环氧乙烷。;化学工业发展到今天的规模，是与催化剂的参与密切相关的，大量的化工产品是从煤、石油、天然气这些基本原料出发，中间经过各式各样的催化加工得到的。因此，催化剂的研制往往成为首先遇到的关键问题，接下来是催化反应器的研制。 本章介绍有关催化反应的基本知识。;固体催化剂;催化剂参与的反应称为催化反应。 催化反应又分为均相催化和多相催化; 1.活性组分 活性组分的作用是催化作用，通常是金属或金属氧化物，例如铁、铜、铝及其氧化物。 2.助催化剂 助催化剂本身基本没有活性，但能够提高催化剂的活性、选择性和稳定性。（5-2—） 3.载体 载体的主要作用是承载活性组分和助催化剂，是负载活性组分和助催化剂的骨架。（5-3）;载体有些是低表面的，有些是高比表面的（活性炭），催化剂组分分布在这些载体的内外表面之上。对于多孔性的物质来说，粒子外表面积与颗粒内微孔表面积比可以忽略不计。由于使用了载体，所以只需很少量的催化剂即能获得极大的反应表面积。 载体在化学上不一定是绝对惰性的。而且有助于维持催化剂的稳定。;5.1.2固体催化剂的基本制备方法;（2）浸渍法 浸渍法是将载体浸泡在含有活性组分（主、助催化剂组分）的可溶性化合物溶液中，接触???定的时间后除去过剩的溶液，再经干燥、焙烧和活化，即可制得催化剂。 多次浸渍法 该法是将浸渍、干燥、焙烧反复进行数次。 采用此方法有两种情况： a.浸渍化合物溶解度小，一次浸渍吸附量不足； b.多组分浸渍时，由于各组分吸附能力不同，造成分布不均;（3）沉淀法 借助沉淀反应，用沉淀剂将可溶性的催化剂组分转化为难溶化合物，再经分离、洗涤、干燥、焙烧、成型等工序制得成品催化剂。 沉淀法是制备固体催化剂最常用的方法之一，广泛用于制备高含量的非贵金属、金属氧化物、金属盐催化剂或催化剂载体。 ;对于要求特别均匀的催化剂，可采用均匀沉淀法。 均匀沉淀法是首先使待沉淀溶液与沉淀剂母体充分混合，形成十分均匀的体系，然后调节温度使沉淀剂母体加热分解转化为沉淀剂，从而使金属离子产生均匀沉淀，比如尿素。 采用此方法得到的沉淀物，由于过饱和度在整个溶液中都比较均匀，所以，沉淀颗粒粗细较一致而且致密，便于过滤和沉淀。 ;沉淀法的影响因素 溶液浓度、溶液温度（溶液的过饱和度对晶核的生成及长大有直接的影响，而溶液的过饱和度又与温度有关系。 低温时，过饱和度增大，利于晶核生成，而不利于晶核的长大，故低温沉淀时一般得到细小的颗粒、溶液pH值的影响pH值不同，会影响沉淀物的晶型状态；加料顺序的影响 加料顺序：顺加法、逆加法、并加法，常采用并加法。 ;加料顺序不同，直接影响沉淀过 程中的pH值，因而对沉淀物的性能也会有很大的影响。 加料顺序有： 顺加法——把沉淀剂加到金属盐溶液中。 逆加法——把金属盐溶液加到沉淀剂中称为逆加法。 并加法——把金属盐溶液和沉淀剂同时按比例加到 中和沉淀槽中。;共沉淀法;（4）共凝胶法 与沉淀法类似，将两种溶液混合生成凝胶。如合成分子筛就是将水玻璃（硅酸钠）与铝酸钠的水溶液与浓氢氧化钠溶液混合，在一定的温度和强烈搅拌下生成凝胶，再静置相当长时间使之晶化、然后过滤、水洗、干燥得到。得到的分子筛表面含有大量的正离子，部分是容易解离的，则可与过渡金属离子（镁离子、钙离子、锂离子）等进行交换，在硅酸盐表面形成具有高活性、高选择性的交换型分子筛，并有良好的抗毒性和耐热性。在炼油工业中用量很多。;（5）喷涂法及滚涂法 将催化剂溶液用喷枪或其他手段喷射于载体上而制成，或者将活性组分放在可摇动的容器中，再将载体加入，经过滚动.使活性组分粘附到上面。 这类方法的目的在于使用催化剂的外表面，避免催化的活性组分进入微孔内部影响选择性。;（6）溶蚀法 此法中最著名的例子要数加氢、脱