緒論．化學反應過程與設備概述

緒論化學反應過程與設備概述化學反應器的分類

化學反應過程與設備概述任何化學品的生產(chǎn)，都離不開三個階段：原料預處理、化學反應、產(chǎn)品精制?；瘜W反應過程是化工生產(chǎn)過程的核心物理過程的原理和操作設備——《流體流動與傳熱》和《傳質(zhì)與分離技術》化學反應過程的原理和反應設備——《化學反應過程與設備》，屬于化學反應工程的范疇

化學反應過程與設備的研究目的研究目的：使化學工業(yè)生產(chǎn)中的反應過程最優(yōu)化。

（1）設計最優(yōu)化：由給定的生產(chǎn)任務，確定反應器的型式和適宜的尺寸及其相應的操作條件（2）操作最優(yōu)化：在反應器投產(chǎn)運行之后，還必須根據(jù)各種因素和條件的變化作相應的修正，以使它仍能處于最優(yōu)的條件下操作從實驗室開發(fā)到工業(yè)生產(chǎn)存在放大效應。在工業(yè)反應器中實際進行的過程不但包括有化學反應，還伴隨有各種物理過程，如熱量的傳遞、物質(zhì)的流動、混和和傳遞等，所有這些傳遞過程使得反應器內(nèi)產(chǎn)生溫度分布和濃度分布，從而影響反應的最終結果?；瘜W反應過程與設備的研究內(nèi)容化學動力學特性的研究：在實驗室的小反應器內(nèi)進行，完全排除傳遞過程的影響。流動、傳遞過程對反應的影響

處理整個反應工程的問題需要具備三個方面的知識（三傳一反）：a.化學反應的規(guī)律（反應動力學）；b.傳遞過程的規(guī)律（質(zhì)量、熱量和動量的傳遞）；c.上述兩者的結合。作用：（1）反應器的合理選型（2）反應器操作的優(yōu)選條件（3）反應器的工程放大化學反應過程與設備的研究作用以相似論和因次論為基礎的經(jīng)驗法基本程序：確定影響因素；用因次分析法確定準數(shù)；實驗數(shù)據(jù)回歸，得出準數(shù)關聯(lián)式；根據(jù)相似論，用準數(shù)關聯(lián)式進行放大。化學反應過程與設備的基本研究方法

數(shù)學模型法

數(shù)學模型方法用數(shù)學模型來分析和研究化學反應過程與設備的工程問題。數(shù)學模型就是用數(shù)學語言來表達過程各種變量之間的關系。數(shù)學模型方法的一般過程:基本特征是過程的分解和過程的簡化將化學反應器內(nèi)進行的過程分解為化學反應過程和物理傳遞過程，然后分別研究化學反應規(guī)律和傳遞過程規(guī)律。經(jīng)過合理簡化，這些子過程都能建立數(shù)學方程表述，化學反應過程的性質(zhì)、行為和結果通過方程的聯(lián)立求解獲得。

合理地簡化來源于對過程有深刻的、本質(zhì)的理解。要求：不失真；能滿足應用的要求；能適應當前實驗條件，以便進行模型鑒別和參數(shù)估值；能適應現(xiàn)有計算機的能力。數(shù)學模型方法的實質(zhì)將復雜的實際過程按等效性原則做出合理的簡化，使之易于數(shù)學描述。實驗是基礎，數(shù)學方法和計算技術是成功的關鍵。按物料的聚集集狀態(tài)分均相：氣氣相：如石油油烴管式裂解解爐液相：如乙酸酸丁酯的生產(chǎn)產(chǎn)非均相：g-l相相：如苯的烷烷基化g-s相：如如合成氨l-l相：如如已內(nèi)酰胺縮縮合l-s相：如如離子交換g-l-s相相：如焦油加加氫精制實質(zhì)是按宏觀觀動力學特性性分類，相同聚集狀態(tài)態(tài)反應有相同同的動力學規(guī)規(guī)律。均相反應，反反應速率主要要考慮溫度、、濃度等因素素，傳質(zhì)不是是主要矛盾；；非均相反應過過程，反應速速率除考慮溫溫度、濃度等等因素外還與與相間傳質(zhì)速速率有關?；瘜W反應器的的分類（a）管式式反應器；（b）釜式反反應器；（c）板式塔塔；（d）填料塔塔；（e）鼓泡塔塔；（f）噴霧塔塔；（g）固定床床反應器；（（h）流化床床反應器；（（i）移動床床反應器；（j）滴流床床反應器實質(zhì)是按傳遞遞過程的特征征分類，相同結構反應應器內(nèi)物料具具有相同流動動、混和、傳傳質(zhì)、傳熱等等特征。據(jù)反應器結構構分根據(jù)溫度條件件和傳熱方式式分類根據(jù)溫度條件件分：等溫、、非等溫式反反應器根據(jù)傳熱方式式分絕熱式：不與與外界進行熱熱交換外熱式：由熱熱載體供給或或移走熱量，，又有間壁傳熱熱式、直接傳傳熱式、外循循環(huán)傳熱式之分。蒸發(fā)傳熱式：：靠揮發(fā)性反反應物、產(chǎn)物物、溶劑的蒸蒸發(fā)移除熱量量。分批(或稱間間歇)式操作作一次性加入反反應物料，在在一定條件下下，經(jīng)過一定定的反應時間間，達到所要要求的轉(zhuǎn)化率率時，取出全全部物料的生生產(chǎn)過程。屬非定態(tài)過程程，反應器內(nèi)參參數(shù)隨時間而而變。適用：：小批量、多多品種的生產(chǎn)產(chǎn)過程。半分批批(或或稱半半連續(xù)續(xù))式式操作作原料與與產(chǎn)物物只要要其中中的一一種為為連續(xù)續(xù)輸入入或輸輸出而而其余余則為為分批批加入入或卸卸出的的操作作。屬于非非定態(tài)態(tài)過程程，反應應器內(nèi)內(nèi)參數(shù)數(shù)隨時時間而而變，，也隨隨反應應器內(nèi)內(nèi)位置置而變變。連續(xù)式式操作作連續(xù)加加入反反應物物料和和取出出產(chǎn)物物的生生產(chǎn)過過程。。屬定態(tài)過過程，反應應器內(nèi)內(nèi)參數(shù)數(shù)不隨隨時間間而改改變，，適于于大規(guī)規(guī)模生生產(chǎn)。。11按操作作方式式分1、化化學反反應過過程與與設備備的研研究目目的？？2、化化學反反應過過程與與設備備的研研究方方法有有兩種種？3、按按物料料的聚聚集狀狀態(tài)，，反應應器分分為哪哪些型型式？？其實實質(zhì)是是什么么？4、按按反應應器的的結構構分類類，反反應器器分為為哪些些型式式？