第三章 均相反應器

1、Lanzhou Petro-chemical Vocation College of Technology第三章第三章 均相反應器均相反應器 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang3 均相理想反應器反 應 器開 發(fā) 的任務選擇合適的反應器型式根據(jù)動力學特性確定操作方式和優(yōu)化操作條件結(jié)合動力學和反應器特性設計計算、確定反應器尺寸、評價。根據(jù)產(chǎn)量理 想 反應 器 的型式間歇操作充分攪拌釜式反應器連續(xù)操作充分攪拌釜式反應器活塞流反應器反應器組合 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang 3.1 反應器設計基礎(chǔ) 3.2 等溫條件下理想反應器的設計分析 3.3 非等溫條件下理想

2、反應器的設計 3.4 理想流動反應器的組合 3.5 循環(huán)反應器 3.6 反應器型式和操作方式評選 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang3.1 反應器設計基礎(chǔ)反應器設計基礎(chǔ)3.1.1 反應器的分類反應器的分類反應器分類依據(jù)反應器型式相態(tài)結(jié)構(gòu)型式操作方式換熱方式均 相 、 非 均 相管式、釜式、塔式等連 續(xù) 式 、 間 歇 式絕 熱 式 、 換 熱 式 等 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang3.1.2 反應器設計的基礎(chǔ)方程反應器設計的基礎(chǔ)方程反應器設計計算設計計算反應器的工藝尺寸校核計算反應器的壓力降、傳熱面積、產(chǎn)品質(zhì)量等是否合格反應器設計的基礎(chǔ)方程式物料衡算式熱

3、量衡算式動量衡算式動力學方程式 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang（1）物料衡算式）物料衡算式反應器設計計算時，必須建立物料濃度、溫度均勻的單元體積V和單元時間。進入v物料A的量Finmol/s+排出v物料A的量Foutmol/s內(nèi)v中物料A的消耗量Frmol/s=+內(nèi)v中物料A的累積量Fbmol/s（3.1-1） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang（2）熱量衡算式）熱量衡算式內(nèi)隨物流流入v的熱量QinkJ/s+內(nèi)隨物流流出v的熱量QoutkJ/s內(nèi)v與環(huán)境交換的熱量QuKJ/s=+內(nèi)v中累積的熱量QbKJ/s內(nèi)v中化學反應放出的熱量QrkJ/s+（3.1-

4、2） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang3.1.3 幾個時間概念幾個時間概念（1）反應持續(xù)時間反應持續(xù)時間tr 簡稱為反應時間簡稱為反應時間，是反應物料反應達到要求的轉(zhuǎn)化率所需的時間。（2）停留時間停留時間t 又稱接觸時間又稱接觸時間，是指流體微元從反應器入口到反應器出口所經(jīng)歷的時間。（3）平均停留時間平均停留時間 是指各流體微元從反應器入口到反應器出口所經(jīng)歷的平均時間。t（4）空間時間空間時間 是指反應器有效容積VR與流體體積流率V0之比 。（5）空間速度空間速度SV 是指單位時間內(nèi)投入單位有效反應器容積VR內(nèi)的物料標準體積。RNVVVS0（3.1-3） 石油化學工程系 化

5、學工程與工藝教研室 weigang3.2 等溫條件下理想反應器的設計分析等溫條件下理想反應器的設計分析3.2.1 間歇操作的充分攪拌釜式反應器間歇操作的充分攪拌釜式反應器Batch Reactor 等溫條件下等溫條件下反應器的設計計算就是動力 學 方 程 式 、 物 料 衡 算 式 的 結(jié) 合攪拌器進料口出料口夾套圖3-1 間歇反應器示意圖1、間歇反應器特點、間歇反應器特點（1）由于良好的攪拌、混合，反應器各位置物料溫度、濃度處處均一。（2）由于一次性加料，一次性出料，反應過程中無進料、出料；反應器內(nèi)物料停留時間相等，無返混現(xiàn)象。（3）間歇操作，有輔助生產(chǎn)時間。一個生產(chǎn)周期包括：反應時間、加料

6、時間、出料時間、清洗時間、加熱（或冷卻）時間等。 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang2、間歇反應器設計方程、間歇反應器設計方程由式（3.1-1）可知：broutinFFFF（3.2-1）對于間歇反應過程，dtdnVrARA)(00（3.2-2）由于，)1 (0AAAxnn（3.2-3）所以，AAAdxndn0（3.2-4）故：dtdxnVrAARA0)(（3.2-5）分離變量積分得：AxRAAAtrVrdxndtt000)(（3.2-6）根據(jù)間歇反應器的特點，選擇反應器的有效體積VR為單元體積，單元時間為dt。 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang式（3.2-

7、6）的幾何意義如下圖：0Arct面積)(1ArAx0rt面積)(1Ar0Ac0Ac圖3-3 恒容情況BR的圖解計算0Arnt面積)(1RAVrAx0圖3-2 BR的圖解計算 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang3.2.2 理想置換反應器（平推流反應器）理想置換反應器（平推流反應器） the Plug Flow Reactor理想置換反應器是指通過反應器的物料沿同一方向以相同通過反應器的物料沿同一方向以相同速度向前流動，猶如活塞一樣在反應其中向前平推速度向前流動，猶如活塞一樣在反應其中向前平推，故又稱為活塞流或平推流反應器。1、理想置換反應器的特性、理想置換反應器的特性（1）由于

8、流體沿同一方向，以相同速度向前推進，在反應器內(nèi)沒有物料的返混，所有物料在反應器中的停留時間相同停留時間相同。（2）在同一截面上，不同徑向位置的流體特性（組成、濃度同一截面上，不同徑向位置的流體特性（組成、濃度等）是一致的等）是一致的。（3）在定常態(tài)下操作，反應器內(nèi)狀態(tài)只隨軸向位置改變，不反應器內(nèi)狀態(tài)只隨軸向位置改變，不隨時間改變隨時間改變。 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang2、等溫理想置換反應器的設計方程、等溫理想置換反應器的設計方程0000VxFcAAAVxFcAAAAAxFAAAAdxxdFFdVdlL圖3-5 平推流反應器物料衡算示意圖根據(jù)平推流反應器的特點，選擇單元

9、時間d及單元體積dV（下圖所示）。物料衡算：broutinFFFF（3.2-7）定常態(tài)下：0bF累積量（3.2-8）由于，)1 (0AAAxFF（3.2-10）所以，AAAdxFdF0（3.2-11）所以：0)()(RAAAAdVrdFFF（3.2-9） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang故：RAAAdVrdxF)(0（3.2-12）分離變量積分得：ARxAAVARARrdxFVFdV0000)(（3.2-13）對于恒容過程：AxAAARrdxcVV000)(（3.2-14）式（3.2-14）的幾何意義如圖3-6：面積)(1Ar0Ac0Afc面積)(0AArcAx0圖3-6

10、PFR的圖解計算Afx常用的數(shù)值積分法對（3.2-14）進行積分運算，如辛普森法：)(2)(434253100nxxIIIIIIIxIdxf（3.2-15） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang2022-4-5化學反應工程均相理想反應器3.2.3 全混流反應器全混流反應器 the Continuous Stirred Tank Reactor全混流反應器是指流入反應器的物料，在瞬間與反應器內(nèi)流入反應器的物料，在瞬間與反應器內(nèi)的物料混合均勻，即在反應器中各處物料的溫度、濃度的物料混合均勻，即在反應器中各處物料的溫度、濃度都是相同的。都是相同的。1、全混流反應器的特性、全混流反應器

11、的特性（1）物料在反應器內(nèi)充分返混。（2）反應器內(nèi)各處物料參數(shù)均一。（4）連續(xù)、穩(wěn)定流動，是一個定常態(tài)過程。（3）反應器的出口組成與器內(nèi)物料組成相同。攪拌器進料口出料口圖3-7 全混流反應器示意圖0000VxFcAAAVxrcAfAAf)(VxFcAfAfAf 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang2、全混流反應器的設計方程、全混流反應器的設計方程物料衡算：broutinFFFF（3.2-16）定常態(tài)下：0bF累積量（3.2-17）所以：0)(0RAAfAVrFF（3.2-18）根據(jù)全混流反應器的特點，選擇單元時間為平均停留時間 單元體積為整個反應器體積VR。t即，（3.2-19

12、）)(0AAfARrFFV或，（3.2-20）)(0AAfARrxFV（3.2-21）)()(00AAfARrccVV對于恒容過程：或，（3.2-22）)()(000AAfAAAfARrccrxcVV 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang式（3.2-22）的幾何意義如圖3-8：面積)(1Ar0Ac0Afc圖3-8 CSTR的圖解計算 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang3.3 非等溫條件下理想反應器的設計非等溫條件下理想反應器的設計非等溫條件下非等溫條件下反應器的設計計算就是動力學方程式、物料衡算式、熱量恒算式的結(jié)合3.3.1 間歇反應器的熱量衡算間歇反應器的熱

13、量衡算建立單元體積和單元時間（如前），根據(jù)式（3.1-2)得：bouturinQQQQQ（3.3-1）已知：dtdTcVQTTKAQHrVQQQpRbwurARroutin)()(00所以，熱量衡算式為：dtdTcVTTKAHrVpRwrAR)()(（3.3-2） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang結(jié)合動力學方程式：)()()()(AAAAxkfrr（3.3-3）物料衡算是為：0)(ARAAnVrdtdx（3.3-4）2、絕熱條件時、絕熱條件時Qu=0：dTcVHdxnpRrAA)(0（3.3-7）積分得絕熱操作線方程：pRrAAcVHnxT)(0（3.3-8）（3.3-9）

14、0)()(TTKAHrVwrAR（3.3-5）1、等溫條件時、等溫條件時 ：0dtdT（3.3-6）所以0)()(0TTKAHdtdxnwrAA式（3.3-6）用差分法聯(lián)立動力學方程式解。 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang3.3.2 平推流反應器的熱量衡算平推流反應器的熱量衡算建立單元體積和單元時間（如前），根據(jù)式（3.1-2)得：bouturinQQQQQ（3.3-10）已知：0)()()()()(bwTwuTrARrArpoutpinQdlTTdKTTKAQdlAHrdVHrQdTTGcQTGcQ所以，熱量衡算式為：0)()(dlTTdKdlAHrdTGcwTTrAp（

15、3.3-11）整理得：)()(1TTdKAHrGcdldTwTTrAp（3.3-12）物料衡算式為：)(0AATArFAdldx（3.3-13） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang動力學方程式：)()()()(AAAAxkfrr（3.3-14）1、等溫條件時、等溫條件時 ：0dldT2、絕熱條件時、絕熱條件時Qu=0：式（3.3-16）用差分法聯(lián)立動力學方程式解。（3.3-15）（3.3-16）所以0)()(0TTKAHdldxFwTrAA0)()(TTdKAHrwTTrA（3.3-17）pTrAGcAHrdldT)(積分得絕熱操作線方程：pTrAGcAHrlT)(（3.3-

16、19）（3.3-18） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang建立單元體積和單元時間（如前），根據(jù)式（3.1-2)得：bouturinQQQQQ（3.3-20）已知：0)()(221bwuRrArpoutpinQTTKAQVHrQTGcQTGcQ3.3.3 全混流反應器的熱量衡算全混流反應器的熱量衡算所以，熱量衡算式為：（3.3-21）0)()()(221RrAwpVHrTTKATTGc物料衡算式為：（3.3-22）)(.0ARAfArVxF動力學方程式：)()()()(AAAAxkfrr（3.3-23） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang1、等溫條件時、等溫條

17、件時 ：2、絕熱條件時、絕熱條件時Qu=0：（3.3-24）（3.3-25）即0)()()(0221rAfAwpHxFTTKATTGc0)()()(221RrAwpVHrTTKATTGc（3.3-28）積分得絕熱操作線方程：prAAGcHFxT)(0（3.3-27）（3.3-26）0)()(021rAfApHxFTTGc 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang3.4 理想流動反應器組合理想流動反應器組合3.4.1 理想流動反應器的并聯(lián)組合理想流動反應器的并聯(lián)組合在工業(yè)生產(chǎn)中，為了滿足不同的要求，有時將相同或不同型式的反應器組合在一起。1、平推流反應器的并聯(lián)操作、平推流反應器的并聯(lián)

18、操作若干個體積相同或不同的平推流反應器并聯(lián)在一起，如何如何使最終轉(zhuǎn)化率達到最高或使反應器體積最?。渴棺罱K轉(zhuǎn)化率達到最高或使反應器體積最??？如有兩個并聯(lián)PFR，VR= VR1+ VR2（3.4-1）ixAAAiRiArdxcVV000)(式中（3.4-2）因為是并聯(lián)操作，故 V0= V01+ V02（3.4-3）2000210001)()( AAxAAAxAAARrdxcVrdxcVV所以（3.4-4） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang當反應溫度相同，反應器體積最小時：212001000 )()(0即AAxAAAxAAAiRrdxcrdxcVV（3.4-5）（3.4-6）（3

19、.4-7）結(jié)論：要使結(jié)論：要使反應器體積最小反應器體積最小，并聯(lián)操作的多個平推流反并聯(lián)操作的多個平推流反應器，其體積流量應按反應器體積大小分派。應器，其體積流量應按反應器體積大小分派。NRNRRVVVVVV0020121 ：即（3.4-8）2、全混流反應器的并聯(lián)操作、全混流反應器的并聯(lián)操作結(jié)論：多個全混流反應器并聯(lián)操作，達到相同的轉(zhuǎn)化率要結(jié)論：多個全混流反應器并聯(lián)操作，達到相同的轉(zhuǎn)化率要使反應器使反應器體積最小體積最小，與平推流反應器一樣與平推流反應器一樣，必須使：，必須使：1= 2= N（3.4-9）NRNRRVVVVVV0020121 ：即（3.4-10） 石油化學工程系 化學工程與工藝教

20、研室 weigang2022-4-5261、平推流反應器的串聯(lián)操作、平推流反應器的串聯(lián)操作3.4.2 理想流動反應器串聯(lián)操作理想流動反應器串聯(lián)操作考慮N個平推流反應器串聯(lián)操作，如圖3-9所示：就反應組分A對任意反應器i作物料衡算，并積分得：000 ,VcFAA1Ax2Ax)1(NAxANx圖3-9 平推流反應器串聯(lián)操作1RV2RVRNViixxAAAiARirdxcFV1)(00（3.4-11）對串聯(lián)N個反應器而言：00201100ARNARARNiARiARFVFVFVFVFV（3.4-12）即：RNRRNiRiRVVVVV211（3.4-13） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 wei

21、gang結(jié)論：結(jié)論：N個平推流反應器個平推流反應器串聯(lián)操作串聯(lián)操作，其總體積，其總體積VR與一個體與一個體積為積為VR的單個平推流反應器的單個平推流反應器所能獲得的所能獲得的轉(zhuǎn)化率相同轉(zhuǎn)化率相同。2、全混流反應器的串聯(lián)操作、全混流反應器的串聯(lián)操作考慮N個全混流反應器串聯(lián)操作，如圖3-10所示：0000VxcFAAA11AAxc圖3-10 全混流反應器串聯(lián)操作示意圖22AAxc)1()1(iAiAxcAiAixc)1()1(NANAxcANANxc對恒容、定常態(tài)系統(tǒng)，就任意釜i對關(guān)鍵組分A作物料衡算得：iAAi)1i (AiA)1i (AAi0A)r(cc)r()xx(c（3.4-14）對于N釜

22、串聯(lián)系統(tǒng)，總空間時間： =1+ 2+ N（3.4-15） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang2022-4-528式（3.4-15）的幾何意義如圖3-11所示：123451Ax2Ax3Ax4Ax5Ax0)(0AArc圖3-11 多釜串聯(lián)反應器的空間時間)( 0321AAfANrxc顯然（3.4-16）這是因為釜與釜之間不存在返混，故這是因為釜與釜之間不存在返混，故總的返混小于單個全混釜的返混?？偟姆祷煨∮趩蝹€全混釜的返混。 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigangA 解析法確定出口濃度或轉(zhuǎn)化率解析法確定出口濃度或轉(zhuǎn)化率（1）0級反應，恒溫恒容過程，RNRiRRRAV

23、VVVVkr321,)(且根據(jù)設計方程， 得：iAiAcck,1,kcciAiA1,0,0,0,0,1,0,2,3,0,1 ,2,0,1 ,33221AANAAANANANAAAAAAAAAcNkcccxNkckccNikckccikckccikcci總轉(zhuǎn)化率根據(jù)轉(zhuǎn)化率的定義：時，當時，當時，當時，當（3.4-17）（3.4-18） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang（2）1級反應，恒溫恒容過程，RNRiRRRAAVVVVVkcr321,)(且根據(jù)設計方程得：kcciAiA11,)1 (11 )1 (1)1 (13)1 (12110,0,0,1,30,2,3,20,1 ,2,

24、0,1 ,NANAAANNANANAAAAAAAAAkcccxkckccNikckccikckccikcci總轉(zhuǎn)化率根據(jù)轉(zhuǎn)化率的定義：時，當時，當時，當時，當（3.4-19）（3.4-20） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang（3）2級反應，恒溫恒容過程，RNRiRRRAAVVVVVkcr3212,)(且根據(jù)設計方程得：2,1,iAkccciAiAkckcccckiAiAiAiAiA24110:i1,1,2,則：則對任意釜（3.4-21）（3.4-22） 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigangB 圖解法確定出口濃度或轉(zhuǎn)化率圖解法確定出口濃度或轉(zhuǎn)化率（3.4-24

25、）重排得：)(1)(1,iAiAiAccr根據(jù)多釜串聯(lián)反應器的設計方程：iAiAiAiAiAiAArccrxxc)()()(,1,1,0（3.4-23）式（3.4-24）的幾何意義是：?；蚣纯蓤D解求出線，再結(jié)合動力學方程（的直線。，斜率為過點（NANAAiAxcrc,1,)1)0 ,)(Ar0Ac01Ac2Ac3Ac4AcAic1M2M3M4M圖3-12 多釜串圖解示意圖 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang3.5 循環(huán)反應器循環(huán)反應器3.5.1 循環(huán)反應器的基本假設循環(huán)反應器的基本假設1、為了控制反應物的合適濃度，以便于控制溫度、轉(zhuǎn)化率和收率。2、為了提高原料的利用率。常采用

26、部分物料循環(huán)的方法。1、反應器內(nèi)為理想活塞流流動。2、循環(huán)管線內(nèi)不發(fā)生化學反應。3、整個體系處于定常態(tài)操作。 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang3.5.2 循環(huán)反應器設計方程式循環(huán)反應器設計方程式循環(huán)反應器如圖3-13所示：1、定義循環(huán)比、定義循環(huán)比：為循環(huán)物料量與反應器出料量之比2323AAFFVV即3.5-10000AAAcxVF1111AAAcxVF2222AAAcxVF新鮮進料總進料出料循環(huán)料V3圖3-13 循環(huán)反應器示意圖M 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang2、物料衡算：、物料衡算：對于整個反應器而言，)1 (202AAAxFF3.5-2)1 (

27、 2202AAAxFF同時3.5-3020 AAFF所以3.5-4對圖3-14中點M作物料衡算可知：)1 ( )1 (2020020301AAAAAAAAAAxFxFFFFFFF3.5-5020030010)1 ( AAAAAAFFFFFF此外)1 ()1 ()1 ( 101101AAAAAxFxFF同時3.5-63.5-7對比式（3.5-5）和式（3.5-7）得：211AAxx3.5-8 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang所以：2210)()1 (AAxxAAARrdxFV3.5-10根據(jù)PFR的設計方程式可知：21)(10AAxxAAARrdxFV3.5-9 循環(huán)反應器設

28、計方程式 循環(huán)反應器設計方程式討論3.5-11（1）當=0時，式（3.5-10）為：200)(AxAAARrdxFV變?yōu)槠胀ɑ钊鞣磻鞯挠嬎愎?。?）當時，22211111AAAAxxxx3.5-12 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang2Ax反應器處于恒 下操作，2202220)( )1 ()(1)1 (AAAAAAARrxFxxrFV3.5-13變?yōu)槿炝鞣磻鞯挠嬎愎?。?）當00的不可逆等溫反應均有圖示特征。可見采用可見采用PFR所用反應器容積最小，多個所用反應器容積最小，多個CSTR串聯(lián)次之串聯(lián)次之。)(0AArcAxP F R)(0AArcAx多個CSTR串聯(lián)

29、圖3-15 n0時、單一反應、所需不同反應器容積的比較)(0AArcAxCSTR 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang單調(diào)遞減，隨）（AAx-r)(1 2如圖3-16所示，對于一切n0的不可逆等溫反應均有圖示特征?？梢姴捎每梢姴捎肅STR所用反應器容積最小，多個所用反應器容積最小，多個CSTR串聯(lián)次之串聯(lián)次之。)(0AArcAxP F R)(0AArcAx多個CSTR串聯(lián)圖3-16 n0時，選用PFR，BR，CSTR串比選用CSTR更經(jīng)濟，反 應級數(shù)增加，這種趨勢增加。（2）n E2。3.6-10對于可逆反應A B，動力學方程式為：AARTEAARTEAxcekxcekr020

30、01021)1 ()(0)1 (1)(02020101221AARTEAARTEAxcekExcekERTTr則3.6-9可逆吸熱反應)(ArT圖3-19 反應溫度對可逆吸熱反應速度的影響結(jié)論：升高溫度對可逆吸熱反應有利，但要考慮催化劑或設備材質(zhì)的耐熱情況。 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang2、可逆放熱反應、可逆放熱反應01)(0AAAcKkxr）（由于3.6-11（1）反應器選型）反應器選型結(jié)論：使用PFR或CSTR串聯(lián)，反應器體積最小。（2）溫度對反應速率的影響）溫度對反應速率的影響由于是吸熱反應，E10時，PFR、BR平均選擇率與瞬時選擇率的關(guān)系（1）對于平推流和間歇

31、反應器，平均選擇率 和瞬時選擇率SP的關(guān)系為：PS 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang（2）對于全混流反應器，釜內(nèi)濃度均一，且等于出口濃度，所以：PPSS（3）對N個串聯(lián)的全混流反應器，進口和各釜中A的濃度分別為 則有： ,10AnAAccc)()()()(01212101AnAAnAnPnAAPAAPPccccSccSccSS3.6-93.6-10 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang3、影響瞬時選擇率的關(guān)系、影響瞬時選擇率的關(guān)系為了增加目的產(chǎn)物的收率，必須從反應器型式及工藝條件的優(yōu)化來提高瞬時收率。)11)12211AAAAAPrrrrrS（將動力學方程代

32、入得：121221102021111)bbBaaAAAAPccRTEEekkrrrS（3.6-113.6-1222112211bBaAAbBaAAcckrcckr副產(chǎn)物的生成速率為：目的產(chǎn)物的生成速率為 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang（1）溫度對選擇性的影響減小增大增大減小T升高E1 E2RTEEe21PS結(jié)論：升高溫度，總是對活化能大的反應有利。若主反應活化能大，則應升高溫度。反之，則應降低溫度。 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang（2）濃度對選擇性的影響動力學特點對濃度的要求操作示意圖加料方法瞬間加入所有的A和B緩慢加入A和B,或者加入稀釋劑先把A全

33、部加入，然后緩慢加入BI 間歇操作時，為提高SP,各種動力學條件下操作方式的變化。ABABBA2121,bbaa都高BAcc ,2121,bbaa都低BAcc ,2121,bbaa低高，BAcc121221102021111)bbBaaAAAAPccRTEEekkrrrS（ 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigangII 連續(xù)操作時，為提高SP,各種動力學條件下操作方式的變化及濃度分布。動力學特點濃度的要求操作示意圖濃度分布圖2121,bbaa都高BAcc ,2121,bbaa都低BAcc ,2121,bbaa低高，BAccAB00BAccBAccABABABABBBAB分離器A0A

34、cBAcc0Bc00BAccBAcc00BAccBcAc121221102021111)bbBaaAAAAPccRTEEekkrrrS（ 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang3.6-5 連串反應連串反應為了提高中間產(chǎn)物P的收率，應盡可能使k1k2，使反應物A的濃度盡可能高，中間產(chǎn)物P的濃度合理的低。副產(chǎn)物）目的產(chǎn)物）一級反應）：元連串反應對于等溫、恒容下的基(21SPAkkPSSPAPPAAAckdtdcrckckdtdcrckdtdcr2211)(其動力學方程為：3.6-133.6-143.6-15)(APPAApPAPrrdndnS定義 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室

35、 weigang對于一級反應：1PAAPRTEEAPAPAAPPccekkckckckckckrrS11 )(21102012121（1）溫度對選擇性的影響減小增大增大減小T升高E1 E2RTEEe21PS結(jié)論：升高溫度，總是對活化能大的反應有利。若主反應活化能大，則應升高溫度。反之，則應降低溫度。這一點與平行反應是一致的。3.6-161、影響因素、影響因素 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigang（2）濃度對選擇性的影響有公式（3.6-16）可知，提高 濃度，降低 濃度，有利于提高瞬時轉(zhuǎn)化率，顯然PFR（或BR）比CSTR易滿足這一條件。AcPc2、反應器計算、反應器計算對于連串反應，以提高平均選擇率為目標函數(shù)，分別討論CSTR和PFR（或BR）的計算。（1）CSTR的計算（ ）值和相應的計算最佳空間時間max, poptc以一級連串反應為例：SPAkk 210,0t000SPAAcccc時，恒容過程中，在CSTR中對A作物料衡算：RAAAVrcVcV)(0003.6-17 石油化學工程系 化學工程與工藝教研室 weigangkccVVkcrAARAA1,)(00得：帶入動力學方程)1)(1 (1, P210121021000kkckkckcVVckckrcVVrcVAAPR