第三章 理想流动反应器精选文档.ppt
第三章 理想流动反应器本讲稿第一页，共二十六页请考虑化学反应请考虑化学反应该反应在全混流反应器中进行，反应温度为该反应在全混流反应器中进行，反应温度为20，液料，液料的体积流量为的体积流量为0.5m3/h,CA0=96.5mol/m3,CB0=184mol/m3,催化剂的浓度催化剂的浓度CD=6.63mol/m3。实验测得该反应的速度方程为：。实验测得该反应的速度方程为：rA=kCACD式中式中k=1.15*10-3m3/(mol.ks)。若要求。若要求A的转化率为的转化率为40%，试求反应器的体积。，试求反应器的体积。本讲稿第二页，共二十六页解：设解：设A的转化率为的转化率为x，则有：，则有：对于全混流反应器，应有：对于全混流反应器，应有：本讲稿第三页，共二十六页某二级液相反应某二级液相反应A+BC，已知，已知CAo=CBO，在，在间歇反歇反应器中达到器中达到x=0.99，需反，需反应的的时间为10min,问：(1)在全混流反在全混流反应器中器中进行行时，应为多少？多少？(2)在两个串在两个串联全混流反全混流反应器器(反应体积相等反应体积相等)中中进行行时，又是多少？，又是多少？例题本讲稿第四页，共二十六页（）在单个（）在单个CSTR中中解：解：在间歇反应器中，对二级反应在间歇反应器中，对二级反应(1)=(2)则(1)(2)本讲稿第五页，共二十六页(2)两个CSTR串联CSTR-1:CSTR-1:(3)(4)代入代入(3)本讲稿第六页，共二十六页例题对平行对平行-串联反应串联反应选取最佳的操作方式。选取最佳的操作方式。解：对于解：对于A,应选用高应选用高CA0,PFR反应器。反应器。对于B,BABCB与生成与生成R无关，尽管无关，尽管B可以任意方式加入可以任意方式加入,为为维持高维持高CA,考虑考虑B分段加入为佳分段加入为佳对于温度，对于温度，E1EE2 2,则在较高温度下进行则在较高温度下进行若若E E1 1Enn2 2,较高反应物浓度对主较高反应物浓度对主反应有利反应有利若若n n1 1nn2,m1m2CA,CB 都高都高n1n2,m1m2CA高高,CB低低n1n2,m1n2,m1m2CA,CB 都高都高n1n2,m1n2,m1EE2 2,则在较高温度下进行则在较高温度下进行若若E E1 1Enn2 2,增加初浓度增加初浓度C CA0A0若若n n1 1nn2 2,降低初浓度降低初浓度C CA0A0若若n n1 1=n=n2 2,初浓度的变化对选择性无影响初浓度的变化对选择性无影响3.转化率转化率CL/CA随随xA的增大而增大的增大而增大L的瞬时选择性下降的瞬时选择性下降转化率过高，选择性降低转化率过高，选择性降低工业上分离再循环工业上分离再循环本讲稿第十七页，共二十六页3-8 理想流动反应器中多重反应的选择率理想流动反应器中多重反应的选择率3.流动类型的影响流动类型的影响对于不可逆的连串反应且以反应的中间物为对于不可逆的连串反应且以反应的中间物为目的产物时，返混总是对选择性不利目的产物时，返混总是对选择性不利左左左左右右左左本讲稿第十八页，共二十六页3-8 理想流动反应器中多重反应的选择率理想流动反应器中多重反应的选择率连串反应的最佳反应时间与最大收率连串反应的最佳反应时间与最大收率间歇反应器或平推流反应器最佳反应时间最佳反应时间最大出口浓度最大出口浓度最大收率最大收率(*)本讲稿第十九页，共二十六页一级不可逆连串反应，不论采用哪一种反应器，主产物最大一级不可逆连串反应，不论采用哪一种反应器，主产物最大收率与反应物初浓度无关，只与收率与反应物初浓度无关，只与k k2 2/k/k1 1的比值有关。的比值有关。全混流反应器最佳反应时间最佳反应时间最大出口浓度最大出口浓度最大收率最大收率(*)(*)本讲稿第二十页，共二十六页3-8 理想流动反应器中多重反应的选择率理想流动反应器中多重反应的选择率(a)平推流平推流(b)(b)全混流全混流1.xA,k2/k1相同时，相同时，BSTR和和PFR比比CSTR好好2.k2/k11,高转化率下操作高转化率下操作本讲稿第二十一页，共二十六页习题解答提示3-2 提示提示本讲稿第二十二页，共二十六页习题解答提示3-4 3-4 提示提示平推流平推流全混流全混流（1）（2）本讲稿第二十三页，共二十六页习题解答提示3-5 3-5 提示提示本讲稿第二十四页，共二十六页习题解答提示3-8 3-8 提示提示本讲稿第二十五页，共二十六页习题解答提示3-9 3-9 提示提示本讲稿第二十六页，共二十六页
