华东理工大学化学反应工程ppt课件.ppt
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1、化学反应工程阶段辅导(1),工业反应过程的优化,研究对象工业反应过程、工业反应器,研究目的优化,优化在一定范围内(约束条件)选择一组合适的变量,使系统对评价标准(优化指标)达到最优。,绪论,转化率xA,转化率 x,恒容时,某一反应物转化的百分率,总转化率 x,选择性 Selectivity,选择性(S),一般地,瞬时选择性,收率 Yield,收率,单耗/收率,molmolkg/kg,操作方式连续性、加料方式,工艺条件T、C、t、Sv、ug等,结构变量结构、型式、尺寸,化学反应工程的研究内容:,反应动力学,反应+流体流动返混,反应+传质效率因子,反应+传热热稳定性、灵敏度,化学反应工程在过程开发
2、中的作用,反应器的工程放大,过程开发要解决三个问题,反应器选型,优惠工艺条件,过程开发方法,逐级经验放大方法,数学模型方法,化学反应速率的工程表示,反应量:mol kmol 反应场所(反应区):VR,VCAT.,kgCAT ,m2表面等 (-rA):kmol/(m3.h),kmol/(kg.h),等等 “-”消失速率 -rA “+”生成速率 rp,化学反应动力学,对于多组分反应,一般C、T影响是相互独立的(经验)反应速率的温度效应反应速率的浓度效应,k 的因次与 n 有关:n=1, k= 时间-1,影响化学反应速率的温度效应,E的本质反应速率对温度变化的敏感程度,与反应热H的关系,活化能的数量
3、级40200 kJ/mol,活化能的计算,A.理论上已知两点温度下反应速率,可估算E,B.图解法根据斜率求E,C.线性回归最小二乘法求E,影响化学反应速率的浓度效应,幂函数型优点:适应性强,数据整理、运算方便 是最常用的浓度效应的函数形式,对反应, 反应级数(动力学)不同于反应分子数(化学计量学) 基元反应 两者等同 反应级数由实验测定,通常0、1、2级,或非整数级,总级数通常,反应速率对浓度变化的敏感程度,理想化学反应器定义:排除工程因素影响的反应器 反应结果由动力学决定分类: *间歇搅拌釜式反应器(BR) *管式流动反应器(PFR),理想间歇反应器与典型化学反应的基本特征,反应类型,简单反
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