理想流動(dòng)反應(yīng)器

1、第二章理想流動(dòng)反應(yīng)器研究反應(yīng)器中的流體流動(dòng)模型是反應(yīng)器選型、設(shè)計(jì)和優(yōu)化的基礎(chǔ)。根據(jù)流體流動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的返混恒況非理想流動(dòng)模型本章主要介紹理想流動(dòng)模型的反應(yīng)器，包括平推流反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器。 2.1反應(yīng)器流動(dòng)模型反應(yīng)器中流體流動(dòng)模型是相對(duì)連續(xù)過程而言的。間歇反應(yīng)器：反映溫度、濃度僅隨時(shí)間而變，無空間梯度所有物料質(zhì)點(diǎn)在反應(yīng)器內(nèi)經(jīng)歷相同的反應(yīng)時(shí)間連續(xù)反應(yīng)器：停留時(shí)間相同：平推流反應(yīng)器（圖示）停留時(shí)間不同：全混反應(yīng)器（圖示）一、理想流動(dòng)模型1、平推流模型活塞流或理想置換模型特點(diǎn)：沿物流方向，反應(yīng)混合物T、C不斷變化，而垂直于物流方向的任一截面（稱徑向平面）上物料的所有參數(shù)，如：C、T、P、U等均相同?？偠?/p>

2、言之，在定態(tài)情況下，沿流動(dòng)方向上物料質(zhì)點(diǎn)不存在返混，垂直于流動(dòng)方向上的 物料質(zhì)點(diǎn)參數(shù)相同。實(shí)例：長(zhǎng)徑比很大，流速較高的管式反應(yīng)器。2、全混流模型理想混合或連續(xù)攪拌槽式反應(yīng)器模型特點(diǎn)：在反應(yīng)器中所有空間位置的物料參數(shù)（C、T、P）都是均勻的，而且等于物料在反應(yīng)器出口處的性質(zhì)。實(shí)例：攪拌很好的連續(xù)攪拌槽式反應(yīng)器。關(guān)于物料質(zhì)點(diǎn)停留時(shí)間的描述：年齡：指反應(yīng)物料質(zhì)點(diǎn)從進(jìn)入反應(yīng)器時(shí)算起已經(jīng)停留的時(shí)間。壽命：指反應(yīng)物料質(zhì)點(diǎn)從進(jìn)入反應(yīng)器到離開反應(yīng)器的時(shí)間，即質(zhì)點(diǎn)在反應(yīng)器中總共停留的時(shí)間。壽命可看作時(shí)反應(yīng)器出口物料質(zhì)點(diǎn)的年齡。關(guān)于返混：返混：又稱逆向混合，是指不同年齡質(zhì)點(diǎn)之間的混合，即“逆向”為時(shí)間上得逆向，而

3、 非一般的攪拌混合。如間歇反應(yīng)器，雖然物料被攪拌均勻，但并不存在返混， 而只是統(tǒng)一時(shí)間進(jìn)入反應(yīng)器的物料之間的混合。平推流反應(yīng)器不產(chǎn)生返混，而全混流反應(yīng)器中為完全返混，返混程度最大。關(guān)于實(shí)際反應(yīng)器的返混。介于平推流和全混流反應(yīng)器之間。關(guān)于各種反應(yīng)器的推動(dòng)力： Ca等溫下：Ca、CAf、C a（a）間歇反應(yīng)器4Ca隨時(shí)間變化 （b）平推流反應(yīng)器 4Ca隨時(shí)間變化 （c）全混流反應(yīng)器 4Ca隨時(shí)間變化 CaCAf Ca反應(yīng)時(shí)間CAf Ca軸向長(zhǎng)度*CaCaCAf Ca反應(yīng)時(shí)間CAf Ca軸向長(zhǎng)度*CaCaoCAfACaCa*CAf軸向長(zhǎng)度非理想流動(dòng)反應(yīng)器，其反應(yīng)推動(dòng)力介于平推流和全混流之間。 二、非

4、理想流動(dòng)模型1、偏離平推流反應(yīng)器的幾種情況：漩渦運(yùn)動(dòng)，徑向流速分布不均勻，溝流或短路，死角。2、偏離全混流反應(yīng)器的幾種情況：死角、短路、再循環(huán)3、返混情況對(duì)化學(xué)反應(yīng)影響ideal flow reactorbatch reactorideal flow reactorbatch reactor理想流動(dòng)反應(yīng)器歇反應(yīng)器一、間歇反應(yīng)器得特征輔助：加熱（或冷卻）測(cè)量T、P、加 料口等生產(chǎn)周期：反應(yīng)時(shí)間+清洗、拆卸、安裝等輔助時(shí)間。特點(diǎn)：劇烈的攪拌，混合完全均勻，無濃度梯度存在；反應(yīng)器有足夠的傳熱條件，反應(yīng)器內(nèi)無溫度梯度；物料同時(shí)加入，并同時(shí)停止反應(yīng)，所有物料具有相同的反應(yīng)時(shí)間。 應(yīng)用：由于操作靈活，但生

5、產(chǎn)能力小，常用于精細(xì)化與生物化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。 二、間歇反應(yīng)器性能的數(shù)學(xué)描述物料衡算式:dnAdnAdtdxA nAO-dTxxAf dxAt =:皿Vr對(duì)等容過程：t=Cao CAf鳥& 二:字 0 ACA0A對(duì)液相反應(yīng)，反應(yīng)前后液體體積變化不大，可看作等容過程，反應(yīng)時(shí)間t,輔助時(shí)間t ,生產(chǎn)能力為V （單位時(shí)間所處理的物料量），則反應(yīng)器體積 Vr = V （t+t）1輔助時(shí)間t容易確定，對(duì)反應(yīng)時(shí)間t的時(shí)間須事先知道動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)竹-xA關(guān)系曲線（或A數(shù)學(xué)表達(dá)式）。對(duì)等容過程，也可依據(jù)_CA關(guān)系曲線（或數(shù)學(xué)表達(dá)式）求取 t： A1/CAf數(shù)學(xué)表達(dá)式）。對(duì)等容過程，也可依據(jù)_CA關(guān)系曲線（或數(shù)學(xué)表達(dá)

6、式）求取 t： A1/CAfCa0Ca三、間歇反應(yīng)器中的單一反應(yīng)單一反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程式?？梢韵率奖硎?A =kCA反應(yīng)級(jí)數(shù)不同,反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)時(shí)間t的積分式形式不同，各級(jí)反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間分別為：（等容過程）反映速率殘余濃度式轉(zhuǎn)化率式n= 0kt = CA0 - CAkt - C A0 x An= 1反應(yīng)級(jí)數(shù)不同,反應(yīng)級(jí)數(shù)反應(yīng)時(shí)間t的積分式形式不同，各級(jí)反應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間分別為：（等容過程）反映速率殘余濃度式轉(zhuǎn)化率式n= 0kt = CA0 - CAkt - C A0 x An= 1=kCAkt=lnC Ca1 kt = ln1 - Xa= kcAkt4CA0Ca0 kt n級(jí)nw 1a =kcAkt

7、=n -1(cA -cAO1)_ n -1(1Xa)=1 (n-1)CAkt討論：通過反應(yīng)時(shí)間t與初始濃度Ca0的關(guān)系可判斷反應(yīng)級(jí)數(shù)100 C,100 C,396Kg/m例：以醋酸（A）和正丁醇（B）為原料在間歇反應(yīng)器中生產(chǎn)醋酸丁酯，操作溫度為 每批進(jìn)料1Kmol的A和4.96Kmol的B,已知反映速率 Va= 1.045 cA Kmol/（m 3h）,試求醋酸轉(zhuǎn)化比率Xa分別為0.5、0.9、0.99所需的反應(yīng)時(shí)間，已知醋酸與正丁醇的密度分別為一3和 740Kg/m。解:CHCOOH +GG9OHCHCOOCb(C)H2O+ (D)對(duì)每KmolA而言,投料情況是:醋酸（A）1 Kmol60K

8、g正丁醇（B）4.96 Kmol386 Kg6030.0625m396038630.496m740該反應(yīng)為液相反應(yīng),反映過程中體積不變，且每次投料體積V=0.559m 3CAo = AO =-1- =1.79kmol/m3 V 0.559t - CAOXAfdxt - CAOXAfdxAkC11XAfkC AO 1rxAft0.5 =0.535h代入得t0.9 =48.1h代入得t0.5 =52.9h平推流反應(yīng)器plug flow reactor一、平推流反應(yīng)器的特點(diǎn).反應(yīng)器各截面上物料參數(shù)只隨流向變化，不隨時(shí)間變化。.無徑向濃度梯度，只須考慮軸向的變化。.無返混，各質(zhì)點(diǎn)停留時(shí)間相同。二、平推

9、流反應(yīng)器計(jì)算的基本公式V0cA0V0cA0XA0 - 0已知：初始條件V0 Cao Xao=0出口： XAf(CAf)求：飛V oCao(1-X a)=V oCao(1-X A-dX a)+ 印cIVr簡(jiǎn)化：VoCao dXA= gdVRXAf dX aXAf dXAVr =VoCaoXAf dXA-返-CCAOVO討論：在形式上與間歇反應(yīng)器一致，故間歇反應(yīng)器的結(jié)論適用于平推流反應(yīng)器;須知xA的關(guān)系，等溫等容條件與間歇反應(yīng)器一致。A下邊分兩種情況進(jìn)行討論：1、反應(yīng)過程為變分子反應(yīng)VaA VbB =VlL VmM通常以化學(xué)膨脹因子來描述反應(yīng)過程中分子數(shù)的變化:1 41、，、A 二 一 Vi 一

10、(Vc Vm ) (Va Vb)VaVa若反應(yīng)過程中有惰性物質(zhì)I,初始狀態(tài)為則 V =V0 - J A0 ：A 二 V =Vo(1 - yA0 Xa ；=A) CA0 . CB0 - CI 0反應(yīng)過程中 yA0 GA不變，可令aa = yA A稱為膨脹率?？梢姡兎肿臃磻?yīng)的轉(zhuǎn)化率給定時(shí)，還與8A相關(guān)。XAf dxAVr依然可由Vr =v0Ca0 0二廣積出。A此時(shí)U與Xa關(guān)系更復(fù)雜，下邊以一級(jí)不可逆反應(yīng)為例說明：Na Na0(1 -Xa)01 -X0A 二 T-二 一 ,二二CA0 -VV0(1；A Xa)1；a Xa微分得 dCA = -Ca0-1A 2 dXA(1；a Xa)對(duì)一級(jí)反應(yīng)1

11、- Xa對(duì)一級(jí)反應(yīng)A - kC A - kCA01a XaXAf 11；A XAVr =VCa。0;dXAkCA01 - XA-V0(1A)ln(1 - XAf)；AXAf或 k . = -(1；A)ln(1 - XAf ) - ；A XAf大家可下去推導(dǎo)n級(jí)反應(yīng)的情形o n AVkcdXA(1-XA)2、變溫過程物料衡算VoCA0dxA = AdVR熱量衡算N6pidT = K(T -Ta)dAHR AdVR聯(lián)立求解得：達(dá)到一定轉(zhuǎn)化率所需的反應(yīng)體積。討論：1對(duì)等溫反應(yīng)，熱量衡算簡(jiǎn)化為：K(T -Ta)dA =(- Hr) AdVR可求出平推流反應(yīng)器所需的傳熱面積。2對(duì)絕熱反應(yīng)，傳熱項(xiàng)為零、N

12、iCpidT =(- Hr) AdVRAdVR =dNA = NA0dxA.“ NiCpidT =(-.：Hr)Na0cIxadT dT =A , dxA dT貝 U . =dxAA稱之為絕熱溫升，其意義時(shí)在絕熱條件下，組分 A完全反應(yīng)時(shí)反應(yīng)物系的溫度升高的數(shù)值，若xA0 =。，則T -T0 =AXa或 T =T0 +AXa這樣就把絕熱條件下每一瞬間的反應(yīng)溫度T與轉(zhuǎn)化率xa聯(lián)系起來。全混流反應(yīng)器CSTR continuous stirring flow Tank reactor一、全混流反應(yīng)器的特點(diǎn)前面已經(jīng)給大家介紹過全混流模型的反應(yīng)器特點(diǎn)，這里再回顧一下。根據(jù)全混流的定義，由于強(qiáng)烈攪拌作用而

13、時(shí)釜內(nèi)反應(yīng)物料的濃度和溫度處處相等，同時(shí)，時(shí)進(jìn)入反應(yīng)器的反應(yīng)物料在瞬間與存留于反應(yīng)器的物料達(dá)到瞬間完全混合，且反應(yīng)器出口處即將流出的物料也與釜內(nèi)的物料濃度相等。相對(duì)平推流反應(yīng)器而言，全混流反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)濃度與出口濃度相等，故在轉(zhuǎn)化率相同的情況下，反應(yīng)物的濃度低于平推流反應(yīng)器，而產(chǎn)物濃度則高于平推流反應(yīng)器。二、全混流反應(yīng)器計(jì)算的基本公式對(duì)整個(gè)反應(yīng)器作物料衡算較方便，定態(tài)條件下，反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)物料的累積量為零，對(duì)組分A作物料衡算V0CA0 =VCao(1 -XAf)( A)fVRVRCVRCA0XAfT Ca0 - C a(A)f(A)fVoCa0 XAfVR=T：r(A(A)f表示安出口濃度計(jì)算的

14、反應(yīng)速率。若反應(yīng)器進(jìn)口物料中已含反應(yīng)產(chǎn)物，且可用xA0來表示其轉(zhuǎn)化率,則vr則vr =V0cA0(XAf 一。0)(A)f和平推流反應(yīng)器停留時(shí)間的比較 圖形1A平推流：曲線下的面積全混流：矩形面積公式：反應(yīng)級(jí)數(shù)平零級(jí)k . = CA0 -x1A平推流：曲線下的面積全混流：矩形面積公式：反應(yīng)級(jí)數(shù)平零級(jí)k . = CA0 -xA f1一級(jí)k . = ln 1 -XAf,1 xAf二級(jí)k.二CA0 1 - XAf全同左1 XAf2CA0 （1 一 XAf ） 2.2.4多級(jí)全混流反應(yīng)器的串聯(lián)及優(yōu)化一、多級(jí)全混流反應(yīng)器的濃度特征全混流反應(yīng)器的反應(yīng)速率始終處于出口反應(yīng)物濃度的低速率狀態(tài)，反應(yīng)器串聯(lián)后，可

15、以降低返混影響的程度，提高反應(yīng)速率或減少反應(yīng)器體積。采用多級(jí)全混流Ca0CaiCa2Ca3Cat多級(jí)全混流反應(yīng)器串聯(lián)級(jí)數(shù)越多，過程就越接近平推流反應(yīng)器， 那么，是不是級(jí)數(shù)越多越好呢？下邊加以說明：二、多級(jí)全混流反應(yīng)器串聯(lián)的計(jì)算解決這一問題有兩種方法：解析計(jì)算、圖解計(jì)算.解析計(jì)算設(shè)各釜都在定態(tài)的等溫條件下操作，反應(yīng)過程中物料體積不發(fā)生變化，對(duì)任一釜之中的組分 A進(jìn)行物料衡算V0cA0（1 一 XAi 一1） = V0cA0（1 一 XaJ .AiVRiV0cA0 V0cA0 (xAi XAi)則VRiV0 (XAi 1 - XAi )AiYAi以一級(jí)反應(yīng)為例，由 &=Vr/ ,即定時(shí)鼻=CA0（

16、XAi - XAi）i V。kCAiC C Ai- C Ai 或 CAiC AiC AiC A1 = 1CAm1C A0 1 . k. i . . . 一不C m 1:=()CA07 1 km最終轉(zhuǎn)化率XAm 最終轉(zhuǎn)化率XAm =1CAmC A01k i11 m右=72=%=七 則 XAm =1(；-)k i .1工業(yè)生產(chǎn)常與此相符，將各級(jí)釜做成等體積的，便于制造安裝。 上式可求出。值。-1 TOC o 1-5 h z 1r 1 1-1k (1 - XAm) mmV01VR=mVRi=mM01 -1k (1-XAm) m可見，已知k,V0,m和最終轉(zhuǎn)化率XAm ,可求出每級(jí)反應(yīng)釜體積。mXAm

17、V0 7E 時(shí)VRiXAm.圖解計(jì)算對(duì)非一級(jí)反應(yīng)，圖解計(jì)算更方便_ CAi J - CAi 二 = CAi 4 _ CAii七 Ai 一YT TAiii以？A為縱坐標(biāo)，CA為橫坐標(biāo)作圖，每一級(jí)Ai -CAi均為直線關(guān)系，直線斜率、，1 一為一一，并經(jīng)過點(diǎn)(CAi,0)。 i又該級(jí)的出口濃度 CAi亦滿足動(dòng)力學(xué)方程式，若各級(jí)反應(yīng)釜?jiǎng)恿W(xué)方程相同，反映到Y(jié)a-Ca圖上就是同一曲線，由此曲線和上述直線即可確定出口濃度CAi各級(jí)反應(yīng)釜體積相等時(shí)，即詢相同，各級(jí)直線平行。若各級(jí)反應(yīng)釜內(nèi)溫度不相同，則需按級(jí)給出各級(jí)反應(yīng)釜內(nèi)的動(dòng)力學(xué)曲線。三、多級(jí)全混流反應(yīng)器串聯(lián)的優(yōu)化反應(yīng)器的設(shè)計(jì)中常碰到類似這樣的問題，物料

18、處理量V。，進(jìn)料組成 CA0及最終轉(zhuǎn)化率XAm均提前確定。反應(yīng)級(jí)數(shù)因受生產(chǎn)條件限制亦確定。如何分配各級(jí)反應(yīng)器 的轉(zhuǎn)化率才合理呢？通常以總體積為目標(biāo)函數(shù)來求解此類問題即使反應(yīng)總體積為 最小來確定各級(jí)反應(yīng)釜的轉(zhuǎn)化率。下邊以一級(jí)不可逆反應(yīng)為例進(jìn)行說明：VoCao(XAi - XAil) V。XAi 一 XAi TOC o 1-5 h z VRi =-kC Aik 1 - XAiAm - XAm4, V0 / XA1 - xaoXA2 - XAm - XAm4Vr = . VRi=(- -1 一 XAm1k 一 XAi11 一 XAm 一 XAi1 一 XAi 1 一 XAi 1為使Vr最小，對(duì)Vr求

19、偏導(dǎo)數(shù)得：(i = 1,2, ,m -1)旦R _Vo1-XAi(i = 1,2, ,m -1)改Ai k 1(1XAi)2 1XAi 書 _令以=0二 XAi HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 1 一 XAi 4令以=0二 XAi貝 U 2 - = 0(1 - XAi )1 - XAi 1XAi XAiXAi 1 - XAi1fxAiV0 XV0 XAi - XAi k 1 - XAiV0 XAi 1 - XAik 1 - XAi 1即 VRi - VRi 1可見，對(duì)一級(jí)不可逆反應(yīng)，采用多級(jí)全混流反應(yīng)器串聯(lián)時(shí)，若各釜反應(yīng)條件相同（等溫、等容）

20、，則要使總的反應(yīng)體積最小，必需的條件使各釜的反應(yīng)體積相等。 2.2.5理想流動(dòng)反應(yīng)器的組合-、理想流動(dòng)反應(yīng)器的組合為了說明反應(yīng)器組合的情況，下面以一級(jí)不可逆反應(yīng)為例，探討平推流反應(yīng)器 與全混流反應(yīng)器按不同方式進(jìn)行組合的情形。dodo(b)dodo(c)(a)(g)兩反應(yīng)器溫度相同，進(jìn)料流量 Vo, 同。反應(yīng)物濃度Ca0,且各反應(yīng)器體積Vr均相CAfCa01 kAVodo(b)dodo(c)(a)(g)兩反應(yīng)器溫度相同，進(jìn)料流量 Vo, 同。反應(yīng)物濃度Ca0,且各反應(yīng)器體積Vr均相CAfCa01 kAVo/2Ca01 2kC AfC A0一 Vr1 kVoCa0(1kVR)2VoC A02(1

21、k )(c)CAfCA1*VRC Ae 0Ca01kVoVVoVo(d)CAf=Cai,Vr-k - c cVoCaoV0CA0e1kVR(d)CAf=Cai,Vr-k - c cVoCaoV0CA0e1kVR1 kVo(e)CAfV0/2=Ca0= CAe”(f)CAf= CA1e. =CA0e*e. =CA0ek-(g)C Af可見(c)二 2（Ca。產(chǎn)用）與（d）等效，（e）與（f）等效反應(yīng)物出 口濃度 CAf ,=(e)(d)=(c)(b)Vrp （平推流），前者存在返混造成。（1轉(zhuǎn)化率越小，兩者體積差別越小，采用低轉(zhuǎn)化率操作，可減少返混帶來的影響。但原料得不到充分利用，可采用循環(huán)流程

22、。 反應(yīng)級(jí)數(shù)越高，返混對(duì)反應(yīng)的影響越嚴(yán)重。級(jí)數(shù)高的反應(yīng)在生產(chǎn)中應(yīng)注意減少返混。采用多級(jí)全混流及反應(yīng)器串聯(lián)操作可以減少返混，提高反應(yīng)推動(dòng)力，使Vrm與Vrp的差別減少。全混流例2:苯乙烯的聚合在工業(yè)上分多步合成，以使得反應(yīng)器和反應(yīng)操作適應(yīng)隨轉(zhuǎn)化率上升反應(yīng)介質(zhì)粘度的激劇變化。一般先在連續(xù)攪拌反應(yīng)釜中進(jìn)行熱引發(fā)的預(yù)聚合，而 8090 %的最終轉(zhuǎn)化率是在塔式反應(yīng)器，特殊攪拌釜或其 它特殊結(jié)構(gòu)設(shè)備中獲得的?，F(xiàn)要設(shè)計(jì)一個(gè)整套裝置能年產(chǎn)20000噸聚苯乙烯的預(yù)聚合用連續(xù)操作反應(yīng)釜，整套裝置的最終轉(zhuǎn)化率為95%,第一級(jí)設(shè)備的要求轉(zhuǎn)化率為40%,為達(dá)到Mw定360000的平均分子量，反應(yīng)溫度確定為408K。試問

23、所需的反應(yīng)器體積為多大？總反應(yīng)聚合速率由下式求得：- Rm = Rp = 2 ACm 2式中Cm為單體濃度A -A0exp( A1XA2X2A3X3)A0 =1.96405exp(10040/T)(m3/k mo)；2)：A1 =2.57 5.05 10 JTA2 =9.561.76 10.T , b2 4ac3 .A； =3.03 + 7.85父10 T(T 為絕對(duì)溫度 K)反應(yīng)混合物的密度有如下關(guān)系(T為絕對(duì)溫度K)_33P =10 0.845 -0.001(T -353) 0.2 0.001 (T -353)XKg m解：生產(chǎn)量為20000噸/年聚苯乙烯，由于給定最終轉(zhuǎn)化率為95%,20

24、000to所以進(jìn)料量為： m0 =a =21053 t0.95a按有效工作時(shí)間8000小時(shí)/年計(jì)m0 =2632 Kg 苯乙烯nM0 =25.27 Kmol h苯乙烯25c下單體的體積流量為mo mo 2632Kg m3d298 - h 1030.845-0.001(298 353)Kg2632900=2.92 m3h入口單彳濃度 =生召=8.64Kmol m二Vm02.92由物料衡算得聚合反應(yīng)器所需體積為Vr-X(-Rm)4nM 0 - nMVr-X(-Rm)4-nM 0-Rm由所給動(dòng)力學(xué)方程式求出反應(yīng)速率常數(shù)A = 7.324M 10”(m3 / Kmol)32 s單體濃度為CM =Cm(

25、1 -X)，=8.64 (1 -0.4) 0.991 =5.14Kmol m&-RmA CM52 =6.20M10Kmol m s =2.23Kmol m h_*Vr25.27 0.4Vr25.27 0.42.233-4.53m3如對(duì)一級(jí)不可逆反應(yīng)，等體積多級(jí)全混流反應(yīng)器串聯(lián)的總反應(yīng)體積預(yù)單個(gè)平推 流反應(yīng)器體積之比為：VRMVRMVPM若以VM為縱坐標(biāo)，以為1XAf橫坐標(biāo)，將上式作成曲線:Vpm1在串聯(lián)級(jí)數(shù)m一定時(shí)，X1在串聯(lián)級(jí)數(shù)m一定時(shí)，XAf越大,2在最終車t化率 XAf 一定時(shí)，m越大,之比也越大。之比越小，接近平推流。當(dāng)m6時(shí)，再增加級(jí)數(shù)所能減少的反應(yīng)體積也很有限，但會(huì)增加設(shè)備投資，

26、故應(yīng)在經(jīng)濟(jì)上權(quán)衡。3 k7 一定時(shí)，m不同，所得到的最終轉(zhuǎn)化率也不同。對(duì)二級(jí)不可逆反應(yīng) ZAt R或A+Bt R（CAo=Cbo）,可得到類似的情況。 2.2.6理想流動(dòng)反應(yīng)器中多重反應(yīng)的選擇率 Selectivity of Multiple reaction in ideal flow reactors對(duì)多重反應(yīng)，反應(yīng)器中的流動(dòng)情況不僅影響反應(yīng)器的大小，（如何進(jìn)料？）還要影響反應(yīng)的選擇率，考慮不同理想流動(dòng)反應(yīng)器中多重反應(yīng)的選擇性大小對(duì)指導(dǎo)工業(yè)反應(yīng)過程具有重要意義，下邊以平行反應(yīng)和連串反應(yīng)為基礎(chǔ)， 探討流動(dòng)情況對(duì)它們選擇率的影響。一、平行反應(yīng)parallel reaction （ Reacti

27、ons in parallel）化工生產(chǎn)中許多取代，加成及分解過程存在這平行反應(yīng)。L L （主反應(yīng)）L L （主反應(yīng)）A M M （副反應(yīng)）或A+B/L（主反應(yīng)） M（副反應(yīng)）主副反映速率之比為U =子稱為對(duì)比速率M瞬時(shí)選擇率S瞬時(shí)選擇率S(imtantaneous fractional) 1 ;總選擇率S =C總選擇率S =CLfCA0 - CAf(over-all fractional field)二者的關(guān)系：S時(shí)反映過程中瞬時(shí)選擇率的平均值CAf-SdCACA0 - CAf平推流：CA0 - CAfCLfC A0 -C Af討論：選擇率的溫度效應(yīng)主、副反應(yīng)級(jí)數(shù)分別為 】，n2,活化能分別

28、為 Ei, E2,則11 Na ki生=里exp（邑玉）kikioRgT若EiE2, TT , & J , ST ,溫度增高有利于選擇率增大。 ki若Ein2, S隨Ca的升高而增大。若nin2,mim2,平行反應(yīng)的適宜操作方式 對(duì)濃度的要求適宜操作方式A 、B同時(shí)加入的間歇式操作 A、B同時(shí)加入的平推式操作多段全混流反應(yīng)器，A、B同時(shí)加入第一級(jí)nin2,A、B緩慢滴加的間歇式單個(gè)全混流min2,A 一次加入，B緩慢滴加的間歇式平推流mi L k2 MCl =Cao e*2t )1k2 - k1 JCm =Ca0 11 kze* - ke2t_k1 k2CaCafe*G單調(diào)下降，Cm單調(diào)上升，主產(chǎn)物 L先