任務(wù)5設(shè)計(jì)管式反應(yīng)器

任務(wù)5設(shè)計(jì)管式反應(yīng)器工作任務(wù)

根據(jù)化工產(chǎn)品的條件和工藝要求進(jìn)行連續(xù)操作管式反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與計(jì)算。技術(shù)理論

管式反應(yīng)器的操作包括：恒溫恒容過(guò)程，恒溫變?nèi)葸^(guò)程，非恒溫過(guò)程（絕熱式和換熱式）。本項(xiàng)目只討論第一種情況，目的在于提供此類(lèi)反應(yīng)器計(jì)算、分析和操作的基本方法。5.1基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方程

物料在管式流動(dòng)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行理想流動(dòng)置換時(shí)，具有如下特點(diǎn)：物料流動(dòng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，反應(yīng)器內(nèi)各點(diǎn)物料濃度、溫度和反應(yīng)速率均不隨時(shí)間而變，故可以取任意時(shí)間間隔進(jìn)行衡算。反應(yīng)器內(nèi)各點(diǎn)物料濃度、溫度核反應(yīng)速率沿流動(dòng)方向而發(fā)生改變。而在與流動(dòng)方向相垂直的方向上混合均勻。穩(wěn)定狀態(tài)下，微元時(shí)間、微元體積內(nèi)反應(yīng)物的積累量為零。反應(yīng)物料的停留時(shí)間相等，返混程度為零。對(duì)理想管式流動(dòng)反應(yīng)器進(jìn)行物料衡算對(duì)反應(yīng)物A進(jìn)行物料衡算：因?yàn)?，所以代入上式得：進(jìn)行積分得反應(yīng)器的有效體積：5.2恒溫恒容管式反應(yīng)器設(shè)計(jì)

管式流動(dòng)反應(yīng)器可用于液相反應(yīng)和反應(yīng)前后物質(zhì)的量無(wú)改變的氣相反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)前后物料的密度變化不大，可視為等容過(guò)程；當(dāng)用于反應(yīng)前后物質(zhì)的量發(fā)生改變的氣相反應(yīng)時(shí)，就必須考慮物料密度的變化，換變?nèi)葸^(guò)程處理。溫度也有類(lèi)似情況，如反應(yīng)過(guò)程中利用適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)手段能使溫度維持基本不變，則為等溫操作，否則即為非等溫操作。等溫等容過(guò)程中計(jì)算比較簡(jiǎn)單，但實(shí)際過(guò)程中必須考慮變?nèi)莺头堑葴厍闆r。因此，需要對(duì)各種情況進(jìn)行分別討論。

管式反應(yīng)器在等溫等容過(guò)程操作時(shí)，可以根據(jù)基礎(chǔ)計(jì)算方程式結(jié)合等溫等容條件，計(jì)算出達(dá)到一定轉(zhuǎn)化率所需要的反應(yīng)體積或空間時(shí)間。1.一級(jí)不可逆反應(yīng)2.二級(jí)不可逆反應(yīng)

若反應(yīng)的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)表達(dá)式相當(dāng)復(fù)雜或不能用函數(shù)表達(dá)式表示時(shí)，則可以用圖解法計(jì)算。

分析比較：物料在管式流動(dòng)反應(yīng)器的空間時(shí)間與在間歇操作釜式反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間的計(jì)算式在等溫等容過(guò)程是完全相同。也就是說(shuō)，在相同的條件下，同一反應(yīng)達(dá)到相同時(shí)間的轉(zhuǎn)化率時(shí)，在兩種反應(yīng)器中的時(shí)間值相等。

這也說(shuō)明，僅就反應(yīng)過(guò)程而言，兩種反應(yīng)器具有