化學反應工程復習總結(jié)
一、 緒論
1．研究對象是工業(yè)反應過程或工業(yè)反應器 研究目的是實現(xiàn)工業(yè)反應過程的優(yōu)化
2．決策變量：反應器結(jié)構(gòu)、操作方式、工藝條件 3．優(yōu)化指標——技術(shù)指標：反應速率、選擇性、能耗
掌握轉(zhuǎn)化率、收率與選擇性的概念
4．工程思維方法
工程問題
二、化學反應動力學
1. 反應類型：簡單反應、自催化、可逆、平行、串聯(lián)反應
基本特征、分析判斷
2. 化學反應速率的工程表示
反應量
(反應時間)(反應區(qū))
3. 工業(yè)反應動力學規(guī)律可表示為：
rifC(Ci)fT(T)
a) 濃度效應——n 工程意義是：反應速率對濃度變化的敏感程度。 b) 溫度效應——E工程意義是：反應速率對溫度變化的敏感程度。 已知兩個溫度下的反應速率常數(shù)k，可以按下式計算活化能E：
三、PFR與CSTR基本方程
cAfdcxAfdxVRAA
cA01. 理想間歇：t
cxA0A0v0(rA)(rA)
E——cal/mol，j/mol T——K
R = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K
cAfdcxAfdxVRAA
cA02. 理想PFR： p
cxA0A0v0(rA)(rA)
3. CSTR：
4. 圖解法
pVRcA0cAcA0xAv(rA)(rA)τ0 xAf xA
四、簡單反應的計算
n=1,0,2級反應特征 PFR→CSTR，CSTR←PFR
PFR（間歇）
CSTR
cAfdcVRAcA0(rA) p
v0
cAcA0(1xA)
濃度、轉(zhuǎn)化率、反應時間關(guān)系式
基本關(guān)系式
n=0
m
VRcA0cA
v(rA)
cA0xAkp
cA0xAkp
n=1
n=2
k1
五、可逆反應
k2
(rA)k1CAk2CPk1CA
k2(CA0CA)
(k1k2)(CACAe)
(k1k2)CA0(xAe
xA)
溫度效應： 濃度效應：
E2E1
(rA)0Teqk20xA
R]
k10(1xA)
E2E1opt E2k20xARln[]E1k10(1xA)
PFR積分式
CSTR：由基本方程導出 六、平行反應
n1
rPk1CA
， n1n2
rPrSk1CAk2CA
P（主反應） S（副反應）
CpfCA0CAf
溫度效應：溫度升高有利于活化能大的`反應 濃度效應：濃度升高有利于級數(shù)大的反應
計算：由基本方程PFR、CSTR推出
①反應器選型與組合優(yōu)化：
β~CA
P β
~XA曲線——對應面積=CP
/CA0
�、谧顑�(yōu)加料方式：p163-164 平行反應
rpk1CACBA+B
rsk2CACB
n2
m2
n1m1
七、串聯(lián)反應
12
(rA)k1CA
k k
rPk1CAk2CP rSk2CP
溫度效應：溫度升高有利于活化能大的反應（同平行反應）
濃度效應：凡是使CP/CA增大的因素對串連反應選擇率總是不利的。 ①串聯(lián)反應的計算
PFR
CSTR
物料衡算
CACA0ek1t
A0APS
②串聯(lián)反應的最優(yōu)反應時間、轉(zhuǎn)化率與最大收率
PFR
CSTR
k1opt
xopt
xopt1e
k1opt1k1opt
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