2022年化学反应工程期末任课老师总结重点知识点.docx
精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1、化学反应分类 ：（按相类分类）均相反应,非均相反应,（按操作分类）间歇操作,连续操作,半连续操作；2、反应器分类 ： 管式反应器,一般长径比大于 30 槽式反应器,一般高径比为 13 塔式反应器,一般高径比在 330 之间；按传热条件分类：等温反应器,绝热反应器,非等温、非绝热反应器3、化学反应速率 ：r1dtr Amolm3s1m3 s1Vd4、化学反应动力学方程 ：k c c A mc B nmolE阿累尼乌斯关系 ：kckc0eRT5、反应级数 ：m,n：A,B 组分的反应级数, m+n 为此反应的总级数；假如反应级数与反应组份的化学计量系数相同,即 m=a 并且 n=b,此反应可能是基元反应；基元反应的总级数一般为 3,没有大于 3 级的基元反应；1 或 2,极个别有6、有如下基元反应过程, 请写出各组分生成速率与浓度之间的关系；A2B2 CrAk c c 1 A B 2k c 2 C 2k c c 3 A Ck c 42DrB2 k c c 1 A B 22 k c 2 C 2k c c 5 B Dk c 6 EAC2Dr C2 k c c 1 A B 22k c 2 C 2k c c 3 A Ck c 4 D 2BDErD2 k c c 3 A C2k c 4 D 2k c c 5 BDk c 6 ErEk c c 5 B Dk c 6 E7、动力学方程的方法： 积分法、微分法8、化学反应器的设计基础：按混淆分类：间歇反应器,平推流反应器（抱负置换反应器、活塞流反应器） ,全混流反应器9、间歇反应器的特点：由于猛烈搅拌、混合,反应器内有效空间名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载中各位置的物料温度、浓度都相同；由于一次加料,一次出料,反应过程中没有加料、出料,全部物料在反应器中停留时间相同,不存在不同停留时间物料的混合,即无返混现象； 出料组成与反应器内物料的最终组成相同；为间歇操作,有帮助生产时间；一个生产周 期应包括反应时间、 加料时间、 出料时间、 清洗时间、 加热（或冷却）时间等 ；10、间歇反应器设计步骤：由式 t r c A0 0x A d x r AA运算反应时间 tr；运算一批料所需时间 t；t=tr+t 单位时间处理 物料的体积 V0；V 0 F A 0 运算反应器有效容积 V R；V R V 0 tt c A 0 V R运算反应器总体积 VR V R11、抱负平推流反应器特性 : 由于流体沿同一方向, 以相同速度向前推动, 在反应器内没有物 料的返混,全部物料在反应器中的停留时间都是相同的； 在垂直 于流淌方向上的同一截面, 不同径向位置的流体特性 （组成、温度等）是一样的； 在定常态下操作,反应器内状态只随轴向位置转变,不随时间转变；实际生产中对于管径较小、长度较长、流速较大的管 式反应器,列管固定床反应器等,常可按平推流反应器处理；12、膨胀因子：IIAABBRRS S0AIA13、膨胀因子影响： A>0 是摩尔数增加的反应, 反应体积增加； A<0是摩尔数削减的反应,反应体积减小；反应体积不变；A=0 是摩尔数不变的反应,名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备欢迎下载VA 组分完全转化所引起的14、膨胀率： A 组分的膨胀率等于物系中体积变化除以物系的初始体积；AxA1VxA0yVxA015、膨胀因子与膨胀率的关系AA0A16、运算A：例： 1A 2P A=2-1/1=1 2如开头时有50%惰性气体时：反应开头时：A 1mol ,惰性气体1mol,共 2mol；反应终止后： P 2mol ,惰性气体 17、全混流反应器特性： 物料在反应器内充分返混；1mol,共 3mol A=（3-2）/2=0.5 反应器内各处物料参数均一； 反应器的出口组成与器内物料组成相同； 连续、稳固流淌,是肯定态过程；18、自催化反应：特点:反应产物能对该反应过程起催化作用；通常k2 值远大于 k1；反应速率随反应物 A 的浓度的增大, 先增大,后减小；19、自催化反应 最适合用全混流串接平推流反应器20、温度对挑选性的影响 浓度不变时 当 El>E2 时,E1-E2>0,随着温度的上升,挑选性 SP 上升,可见高 温有利于提高瞬时挑选性； 当 E1<E2 时,E1-E2<0,随着温度的上升,挑选性 SP 下降,可见降低温度有利于提高瞬时挑选性；总之,上升 温度对活化能大的反应有利,如主反应活化能大,就应上升温度,如主反应活化能低,就应降低温度；21、浓度对挑选性的影响 温度不变时 当主反应级数大于副反应级数,即a1>a2,bl>b2 时,上升浓度,使选名师归纳总结 择性增加,如要维护较高的cA、cB,就应挑选平推流反应器、间歇反第 3 页,共 6 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载应器或多釜串联反应器22、反应级数大小浓度要求相宜反应器加料方式1>2; 1>2cA,cB 均大间歇反应器瞬时加入全部的A 和 B 平推流反应器A,B 同时连续进料1<2; 1>2cA 小,cB大间歇反应器B 全部加入,滴加A 平推流反应器B 连续加入, A 分段加入1>2; 1<2cA 大,cB小间歇反应器A 全部加入,滴加B 平推流反应器A 连续加入, B 分段加1<2; 1<2cA,cB 均小入间歇反应器A,B 同时滴加全混流反应器A,B 同时连续进料23、示踪讯号的输入方法有： 阶跃输入法脉冲输入法24、催化剂的作用： 催化剂的加入可以转变反应速率；其本身在反应前后不发生变化； 其中加快反应速率的叫正催化剂,减慢反应速率的叫负催化剂；对于可逆反应催化剂的加入,不能转变反应的平稳； 对于同一可逆反应,催化剂可以同样的比例同时转变正逆反应的速率； 催化剂对反应过程有良好的挑选性；25、气固相催化反应的7 个步骤、 3 个过程： 反应物由气流主体扩散到催化剂外表面； 反应物由催化剂外表面扩散到内表面；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载 反应物在催化剂表面活性中心上吸附； 吸附在活性中心的反应物进行化学反应； 产物在催化剂表面活性中心上脱附； 产物由催化剂内表面扩散到外表面； 产物由催化剂外表面扩散到气流主体；, 为外扩散过程 , 为内扩散过程 , , 为化学动力学过程 26、固体催化剂主要包括： 活性组分、载体、助催化剂和抑制剂；一 个好的催化剂必需具有高活性、高挑选性、高强度和长寿命等特点27、催化剂的主要制备方法有哪些？固体催化剂主要制备方法有： 浸渍法,沉淀法,离子交换法,共混合法,滚涂法,溶蚀法,热熔法,沥滤法,络合催化剂的固载化法；28、物理吸附和化学吸附项目物理吸附化学吸附结合力范德华力化学键挑选性弱强吸附层次多层吸附单层吸附吸附热接近被吸附物质的冷凝热接近反应热吸附温度通常低于沸点温度可高于沸点温度29、分子扩散：二元组分扩散系数30、混合组分扩散系数名师归纳总结 D AB0. 436T15.1/MA1 /MB0.5cm2s11DAMi1y Ai第 5 页,共 6 页pV1 A31 V B32ny i1DA式中：T：系统温度Kp：系统压力kPaMA,MB：A,B组分的相对分子质量V A,VB：A,B 组分的分子扩散体积cm3mol- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载yi i 组分的摩尔分数DAiA 组分对 i 组分的二元扩散系数2 131、克努森扩散 D k 4850 d o T / M cm sT系统温度 M扩散物系的相对分子量 d0微孔孔径d 0 4 P 4 PS V P S g式中：综合扩散：P 催化剂颗粒孔隙率 1S V 催化剂颗粒的比表面积 cm2cm3 D 1 1 ay AP 催化剂颗粒密度 g cm3 D k D AB2 1S g 单位催化剂的比表面积 cm g在定态下进行等分子反向扩散时：D111DkDAB32、固定床反应器类型：（1）绝热式：单段绝热式固定床、多段绝热式固定床（ 2）换热式：对外换热式固定床、自热式固定床33、流态化的不正常现象：沟流、节流34、反应器内径：d t 4 V G udt：流化床内径 m VG：气流的体积流量 m3s-1u：气流的空塔流速 m.s-135、反应器的热稳固性： 是指当反应过程的放热或除热速率发生变化 时,过程的温度等因素将产生一系列的波动,当外扰排除后,过程能 回复到原先的操作状态,就反应器具有热稳固性,或具有自衡才能,否就为热不稳固,或无自衡才能；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页
