第一讲 均相反应动力学基础.ppt

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1、反应工程原理反应工程原理 李李 裕裕中北大学化工与中北大学化工与环境学院境学院 无论是化学工业还是冶金、石油炼制和能源加工等工业无论是化学工业还是冶金、石油炼制和能源加工等工业过程，均采用化学方法将原料加工成为有用的产品。生产过程，均采用化学方法将原料加工成为有用的产品。生产过程包括如下三个组成部分：过程包括如下三个组成部分：n 第第和和两部分属于单元操作的研究范围；而两部分属于单元操作的研究范围；而部分是部分是化学反应工程的研究对象，是生产过程的核心。化学反应工程的研究对象，是生产过程的核心。化学反应工程是一门研究涉及化学反应的化学反应工程是一门研究涉及化学反应的化学反应工程是一门研究涉及化

2、学反应的化学反应工程是一门研究涉及化学反应的工程问题的学科。工程问题的学科。工程问题的学科。工程问题的学科。主要任务主要任务：对于已经在实验室中实现的化学反应，如何将其：对于已经在实验室中实现的化学反应，如何将其在工业规模上实现。在工业规模上实现。研究内容研究内容：研究化学反应速率与反应条件之间的关系（化学：研究化学反应速率与反应条件之间的关系（化学反应动力学），着重研究传递过程对宏观化学反应速率的影反应动力学），着重研究传递过程对宏观化学反应速率的影响，研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的响，研究不同类型反应器的特点及其与化学反应结果之间的关系。关系。从学科上讲：化学反应规律属于

3、化学学科，物理过程属于工从学科上讲：化学反应规律属于化学学科，物理过程属于工程学科。化学反应工程是这个两个学科的汇合，它是研究化程学科。化学反应工程是这个两个学科的汇合，它是研究化学过程和物理过程相结合而产生出新的现象和规律。学过程和物理过程相结合而产生出新的现象和规律。1 1、化学反、化学反应工程包括化学反工程包括化学反应和物理和物理过程，工程，工业规模的反模的反应器主要器主要的物理的物理过程包括？程包括？答：答：“流体流流体流动”、“流流动混合混合”、“传质过程程”、“传热过程程”。（化工原理知。（化工原理知识）2 2、从学科上、从学科上讲，化学反，化学反应规律是化学律是化学动力学力学领域

4、，物理域，物理过程程规律属律属于化学工程于化学工程领域，化学反域，化学反应工程是将两者有机工程是将两者有机结合，合，谈谈两者在反两者在反应工程中的本工程中的本质关系？关系？答：物理答：物理过程和反程和反应过程同程同时发生，从本生，从本质上上讲，物理，物理过程程不改不改变反反应过程的程的动力学力学规律，但是流律，但是流动、传质、传热会影会影响反响反应空空间温度和温度和浓度的分布，从而影响反度的分布，从而影响反应的的结果。果。正确正确认识反反应工程的几个工程的几个问题正确正确正确正确认识认识反反反反应应工程的几个工程的几个工程的几个工程的几个问题问题3 3 3 3、反、反、反、反应应工程与物理化学

5、中的工程与物理化学中的工程与物理化学中的工程与物理化学中的动动力学的区力学的区力学的区力学的区别别？答：答：答：答：“空间空间空间空间”和和和和“点点点点”的区的区的区的区别别。4 4 4 4、反、反、反、反应应工程原理的主要任工程原理的主要任工程原理的主要任工程原理的主要任务务？答：答：答：答：“放大放大放大放大”、“开开开开发发”、“优优化化化化”。化学反应工程的作用？化学反应工程的作用？古老的制硫酸装置古老的制硫酸装置古老的制硫酸装置古老的制硫酸装置 (a)管式反应器(b)移动床反应器(c)机械搅拌浆态床反应器(d)循环式浆态反应器(e)半连续浆态床反应器(f)固定床鼓泡床反应器(g)滴

6、流床反应器(h)规整填料塔反应器(i)喷雾塔式反应器(j)板式塔反应器(k)鼓泡塔反应器(l)气液搅拌釜式反应器反反应器器类型型搅拌釜式反应器搅拌釜式反应器搅拌釜式反应器搅拌釜式反应器轻油裂解制乙烯管式非催化反应器轻油裂解制乙烯管式非催化反应器轻油裂解制乙烯管式非催化反应器轻油裂解制乙烯管式非催化反应器重油的催化裂化流化床反应器邻二甲苯氧化制苯酐多管式固定床反应器邻二甲苯氧化制苯酐多管式固定床反应器乙乙乙乙苯苯苯苯加加加加氢氢氢氢气气气气液液液液塔塔塔塔式式式式反反反反应应应应器器器器核能发电原理核能发电原理核能发电原理核能发电原理 南非沙索集团煤制油化工装置南非沙索集团煤制油化工装置 沙索集

7、团煤化工产业链沙索集团煤化工产业链聚乙烯：950010500元/吨聚丙烯：9900元/吨表面活性剂：10000元/吨以上柴油：7297元/吨石脑油：4200元/吨LPG：5630元/吨煤炭4900万吨出口310万吨6个地下矿井 2个露天矿井煤气化费托合成油多联产化工产品各类化学品200多种油品及化学品10余种尿素尿素气化气化转化转化 液化液化焦化焦化煤煤合成氨合成氨硝铵硝铵乙二醇乙二醇天然气天然气甲醇甲醇MTPMTOMTG二甲醚二甲醚CO+H2+CO2CTL（直接（直接液化）液化）费托合成费托合成 (间接液化间接液化)汽油汽油柴油柴油LPG石脑油石脑油润滑油润滑油芳烃芳烃焦化焦化(热解）热解）

8、焦炭焦炭焦炉气焦炉气煤焦油煤焦油苯及下游苯及下游精细化工精细化工 煤化工是以煤为原料生产化工、能源产品的产业。煤化工是以煤为原料生产化工、能源产品的产业。现现代代煤煤化化工工通通常常包包括括煤煤制制油油、煤煤制制烯烯烃烃、煤煤制制乙乙二二醇醇、煤煤制制天天然然气、煤制二甲醚、气、煤制二甲醚、IGCC、多联产等。、多联产等。山西省煤化工发展布局山西省煤化工发展布局 在在晋晋北北、晋晋东东南南、晋晋西西沿沿黄黄地地区区布布局局三三大大现现代代煤煤化化工工基基地地，重重点点发发展展煤煤制制油油、煤煤制制烯烯烃烃、煤煤制制天天然然气气、精精细细化化工工、化化工工新新材材料料等等现现代代煤化工产业。煤化

9、工产业。以现有产业为基础，重以现有产业为基础，重点发展清徐交城、汾介孝、点发展清徐交城、汾介孝、阳泉、临汾、运城五大产业阳泉、临汾、运城五大产业集群，做大做强焦油加工、集群，做大做强焦油加工、苯下游、乙炔精细化工。苯下游、乙炔精细化工。内蒙煤化工发展情况内蒙煤化工发展情况 依依托托丰丰富富的的煤煤炭炭资资源源，积积极极发发展展现现代代煤煤化化工工产产业业，规规划划建建设设了了四四大大煤煤化化工工产产业业基基地和一批煤化工园区。地和一批煤化工园区。陕西省煤化工发展情况陕西省煤化工发展情况 以以煤煤制制油油、煤煤制制烯烯烃烃等等现现代代煤煤化化工工为为主主线线，规规划划、建建设设了了五五大大煤煤化

10、化工工园园区区，成成立立两两大大能能源源化化工工产产业业集集团团，引引进进了了陶陶氏氏化化学学、神华集团等一大批企业入驻陕西。神华集团等一大批企业入驻陕西。重重组组永永煤煤集集团团、鹤鹤煤煤集集团团、焦焦煤煤集集团团、中中原原大大化化、安安化化集集团团等等企企业业成成立立河河南南煤煤业业化化工工集集团团，重重组组平平顶顶山山煤煤业业集集团团和和神神马马集集团团成成立立中中平平能能化化集集团团。两两家企业资产总额均超过千亿元。家企业资产总额均超过千亿元。河南省煤化工发展情况河南省煤化工发展情况炉型种炉型种类技技术名称名称技技术拥有商有商成熟程度成熟程度工工业化化业 绩适适应煤种煤种应用用领域域山

11、西煤种山西煤种适适应性性固定床固定床鲁奇碎煤奇碎煤加加压气化气化德国德国鲁奇公司奇公司工工业化化100余台余台褐褐煤煤、不不粘粘煤煤、贫瘦煤瘦煤合合成成气气、天天然气、然气、发电ABGL熔渣气化熔渣气化英国英国Advantic公司公司工工业化化示范示范2台台同同上上，但但要要求求较低灰熔点低灰熔点合成气合成气A流化床流化床UGAS流化床流化床美国美国埃新斯公司埃新斯公司工工业化化示范示范1台台较高活性煤种高活性煤种合成气合成气A鲁奇奇循循环流化床流化床德国德国鲁奇公司奇公司工工业化化1台台较多煤种多煤种燃料气燃料气ATRIG流化床流化床美国美国KBR公司公司中中试无无高高灰灰熔熔点点、低低质煤

12、煤B气流床气流床GE水煤水煤浆气化气化美国美国GE公司公司工工业化化几十台几十台低低灰灰熔熔点点、低低水水分、分、较高高热值合成气合成气发电B壳牌壳牌干粉煤气化干粉煤气化荷荷兰壳牌公司壳牌公司工工业化化24台台较高高灰灰熔熔点点、低低水分、水分、较高高热值合成气合成气发电BEGAS两段两段水煤水煤浆气化气化美国康菲公司美国康菲公司工工业化化示范示范1台台低低灰灰熔熔点点、低低水水分、分、较高高热值发电BGSP干粉煤气化干粉煤气化德国西德国西门子公司子公司工工业化化示范示范2台台较高高灰灰熔熔点点、低低水分、水分、较高高热值合成气合成气发电BPRENFLOW干粉煤气化干粉煤气化德国伍德公司德国伍

13、德公司工工业化化示范示范1台台较高高灰灰熔熔点点、低低水分、水分、较高高热值发电B注：A：部分地区煤种适用；B：部分地区煤种可能适用，需进一步验证；国外主要煤气化技术进展情况国外主要煤气化技术进展情况炉型种炉型种类技技术名称名称技技术拥有商有商成熟程度成熟程度工工业化化业绩适适应煤种煤种应用用领域域山西煤种山西煤种适适应性性固定床固定床固定床固定床常常压气化气化工工业化化数千台数千台无烟无烟块煤、焦炭煤、焦炭合成气合成气D碎煤加碎煤加压气化气化赛鼎工程鼎工程有限公司有限公司工工业化化数十台数十台褐煤、不粘煤褐煤、不粘煤贫瘦煤瘦煤合成气合成气A流化床流化床灰熔聚灰熔聚中科院中科院山西煤化所山西煤

14、化所工工业化示范化示范 十多台十多台较多煤种多煤种合成气合成气A*恩德粉煤气化恩德粉煤气化抚顺恩德公司恩德公司工工业化化10台台褐煤褐煤合成气合成气燃料气燃料气C气流床气流床对置多置多喷嘴水嘴水煤煤浆气化气化兖矿集集团华东理工大学理工大学工工业化化31台台低灰熔点、低水低灰熔点、低水分、分、较高高热值合成气合成气发电B多元料多元料浆气化气化 西北化工研究院西北化工研究院工工业化化60台台较低灰熔点、低低灰熔点、低水分、水分、较高高热值合成气合成气B熔渣非熔渣熔渣非熔渣气化气化清清华大学大学工工业化化5台台较低灰熔点、低低灰熔点、低水分、水分、较高高热值合成气合成气B航天干粉航天干粉煤气化煤气化

15、航天科技航天科技集集团公司公司工工业化化2台台较高灰熔点、低高灰熔点、低水分、水分、较高高热值合成气合成气B两段炉干两段炉干粉煤气化粉煤气化西安西安热工研究院工研究院正在工正在工业化化示范示范2台台较高灰熔点、低高灰熔点、低水分、水分、较高高热值合成气合成气发电B多多喷嘴嘴干粉煤气化干粉煤气化兖矿集集团华东理工大学理工大学工工业化示范化示范1台台较高灰熔点、低高灰熔点、低水分、水分、较高高热值合成气合成气B注：A：部分地区煤种适用；B：部分地区煤种可能适用，需进一步验证；C：不适用；D：煤种适应，炉型需逐步淘汰。A*：需在工业化示范中进一步解决工程化的诸多问题。国内主要煤气化技术进展情况国内主

16、要煤气化技术进展情况化工中的计算机模拟化工中的计算机模拟化工中的计算机模拟化工中的计算机模拟流场模拟流场模拟流场模拟流场模拟CFDCFD流程模拟流程模拟流程模拟流程模拟Process SimulationProcess Simulation单元设备单元设备单元设备单元设备工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程动力学研究动力学研究动力学研究动力学研究KineticsKinetics反应特性反应特性反应特性反应特性MatlabMatlabFluentFluentAspen PlusAspen Plus第一讲第一讲 均相反应动力学基础均相反应动力学基础1.1 基本概念1.2 等温等容反应1.3 等温变容反

17、应化学反应式化学反应式化学反应式化学反应式化学计量式化学计量式化学计量式化学计量式反应程度反应程度反应程度反应程度反应速率反应速率反应速率反应速率1.1 1.1 基本概念基本概念1.1 1.1 基本概念基本概念n反应速率：反应速率：单位体积、单位时间内反应物或产物量的变化率n转化率：转化率：nA必须是反应物，通常选取重点关注的、经济价值相对高的组分定义转化率。n以反应物B为基准定义的反应速率为：n以反应产物C为基准定义的反应速率为：n必有不同基准物反应速率的互换性不同基准物反应速率的互换性 对于体系中只进行一个不可逆反应的过程，式中：cA，cB：A，B组分的浓度 mol.m-3 k为以浓度表示

18、的反应速率常数，随反应级数的不同有不同的因次。k是温度的函数，在一般工业精度上，符合阿累尼乌斯关系。反应动力学方程反应动力学方程：定量描述反应速率与影响反应速率因素之间的关系式。化学反应动力学方程有幂函数型、双曲函数型等，幂函数形式数学处理简单，较为常用。反应动力学方程反应动力学方程阿累尼乌斯方程阿累尼乌斯方程 k0：指前因子，又称频率因子，与温度无关，具有和反应速率常数相同的因次。E：活化能，Jmol-1，从化学反应工程的角度看，活化能反映了反应速率对温度变化的敏感程度。半衰期半衰期 定义：反应转化率达到50%所需要的时间为该反应的半衰期。除一级反应外，反应的半衰期是初始浓度的函数。一级等温

19、恒容反应二级等温恒容反应对于反应：反应速率为：1.2 1.2 等温等容反应动力学方程等温等容反应动力学方程 T=常数，k=常数；dV=0过程（此时V不变）经积分后得：该式称为速率方程的积分式，式中组份B的浓度CB和CA不是相互独立的，它们是受计量方程和物料衡算关系等的约束，可以把CB转化为CA的函数，然后作定积分其解析解。1.2.1 单一反应动力学方程的积分式单一反应动力学方程的积分式 由A和B进行均相二级不可逆反应，其计量方程为：速率方程：试求：（）当原始反应物料中A和B的浓度符合计量系数比时，即CA0/CB0=aA/aB时的积分式。（）当CA0/CB0aA/aB时的积分形式。例1-1 解：

20、()因为CA0和CB0符合计量关系，所以在整个反 应过程中CA与CB之比均将保持恒定，即：积分结果：将上式代入式反应速率方程式：()当CA0/CB0 aA/aB 时，先建立CA、CB与XA的关系。当A的转化率为XA时，消耗A的量：此时转化了B的两量：根据转化率定义:将CA、CB与XA的表达式代入速率方程整理得:上式分离变量、分解因式并写成积分形式如下：所以有：1.2.2 1.2.2 反应动力学方程的建立反应动力学方程的建立1.1.积分法积分法n(1)首先根据对某反应的初步认识，先假设一个不可逆反应动力学方程，如(-rA)=kf(cA)，经过积分运算后得到，f(cA)=kt的关系式。n 例如，一

21、级反应n(2)将实验中得到的ti下的ci的数据代f(ci)函数中，得到各ti下的f(ci)数据。n(3)以t为横座标，f(ci)为纵座标，将ti-f(ci)数据标绘出来，如果得到过原点的直线，则表明所假设的动力学方程是可取的(即假设的级数是正确的)，其直线的斜率即为反应速率常数k。否则重新假设另一动力学方程，再重复上述步骤，直到得到直线为止。n故以lnk对1/T作图，将得到一条直线，其斜率即为-E/R，可求得E。可将n次实验所求得k和与之相对应的1/T取平均值作为最后结果。n为了求取活化能E，可再选若干温度，作同样的实验，得到各温度下的等温、恒容均相反应的实验数据，并据此求出相应的k值。n等温

22、条件下进行醋酸(A)和丁醇(B)的醋化反应：CH3COOH+C4H9OH=CH3COOC4H9+H2On醋酸和丁醇的初始浓度分别为0.2332和1.16kmolm-3。测得不同时间下醋酸转化量如表所示。例1-2试求反应的速率方程。n解：由于题目中给的数据均是醋酸转化率较低时的数据，可以忽略逆反应的影响，而丁醇又大大过量，反应过程中丁醇浓度可视为不变。n设反应速率方程为：n等温条件下进行醋酸(A)和丁醇(B)的醋化反应：CH3COOH+C4H9OH=CH3COOC4H9+H2On醋酸和丁醇的初始浓度分别为0.2332和1.16kmolm-3。n将实验数据分别按0、1和2级处理并得到t-f(cA)

23、的关系n从图可知，以n对t作图为一直线，则说明n=2是正确的，故该反应对醋酸为二级反应，从直线的斜率可以求得在此温度下包含丁醇浓度的k值。而丁醇的反应级数m可以用保持醋酸浓度不变的方法求得，二者结合可以求得反应在此温度下的速率常数k。Example:Find a rate equationnReactant A decomposes in a batch reactor Aproducts2.2.微分法微分法n微分法是根据不同实验条件下在间歇反应器中测得的数据cA-t直接进行处理得到动力学关系的方法。n在等温下实验，得到反应器中不同时间反应物浓度的数据。将这组数据以时间t为横坐标，反应物浓度c

24、A为纵坐标直接作图。n将图上的实验点连成光滑曲线（要求反映出动力学规律，而不必通过每一个点），用测量各点斜率的方法进行数值或图解微分，得到若干对不同t时刻的反应速率 数据。n再将不可逆反应速率方程如 线性化，两边取对数得：n以 对 作图得到直线n其斜率为反应级数n，截距为lnk，以此求得n和k值。n微分法的优点在于可以得到非整数的反应级数，缺点在于图上微分时可能出现的人为误差比较大。1.2.2 复合反应1 1、定义：、定义：同一个反应物系中同时进行若干个反应时，称为复合反应。复合同一个反应物系中同时进行若干个反应时，称为复合反应。复合反应包括：并列反应，平行反应，连串反应等。反应包括：并列反应

25、，平行反应，连串反应等。某一组分的反应量是其所参与的各个化学反应共同作用的结果。2 2、类型、类型|并列反应：反应系统中同时进行两个或两个以上的反应物与产物都不相并列反应：反应系统中同时进行两个或两个以上的反应物与产物都不相同的反应。例同的反应。例特点：各反应独立进行，任一反应的反应速率不受其他反应的反应组分特点：各反应独立进行，任一反应的反应速率不受其他反应的反应组分浓度的影响。各反应都可按单一反应来处理。浓度的影响。各反应都可按单一反应来处理。注意两种特殊情况：注意两种特殊情况：某些多相催化反应某些多相催化反应 变容反应变容反应 平行反应：一种反应物同时形成多种产物，如：平行反应：一种反应

26、物同时形成多种产物，如：平行反应：一种反应物同时形成多种产物，如：平行反应：一种反应物同时形成多种产物，如：概念：概念：概念：概念：1 1、收率、收率(或总收率或总收率)：以符号：以符号P记，它表示生成的目的产物记，它表示生成的目的产物P的摩尔数与的摩尔数与反应掉的着眼反应组份的摩尔数之比值。反应掉的着眼反应组份的摩尔数之比值。2 2、得率：、得率：以符号以符号Xp记，它表示生成的目标产物记，它表示生成的目标产物P的摩尔数与着眼反应的摩尔数与着眼反应物物A的起始摩尔数之比。的起始摩尔数之比。1.2.2 复合反应1.2.2 复合反应提高平行反应选择性的措施：提高平行反应选择性的措施：提高平行反应

27、选择性的措施：提高平行反应选择性的措施：可用瞬时选可用瞬时选择性来评价择性来评价选择性选择性SP随着反应物系随着反应物系的浓度和温度而变的浓度和温度而变n浓度和温度对瞬时选择性的影响1.2.2 复合反应浓度的影响温度的影响=，与，与浓浓度无关度无关，浓度增加，瞬时选择性，浓度增加，瞬时选择性增加增加，浓度减少，瞬时选择性，浓度减少，瞬时选择性增加增加 Ea1=Ea2，与温度无关，与温度无关 Ea1Ea2，温度增加，瞬时选择，温度增加，瞬时选择性提高性提高 Ea1Ea2，温度增加，瞬时选择，温度增加，瞬时选择性降低性降低1.2.2 复合反应一级平行反应的动力学积分式一级平行反应的动力学积分式一级

28、平行反应的动力学积分式一级平行反应的动力学积分式 等温等温恒容恒容 连串反应连串反应：反应物先生成某种中间产物，中间产物又反应物先生成某种中间产物，中间产物又继续反应生成最终产物。继续反应生成最终产物。如：如：1、特点：、特点：中间产物中间产物P P存在最大浓度；存在最大浓度；不论目的产物是中间物不论目的产物是中间物P P还是还是Q Q，提高反应物，提高反应物A A的转化率的转化率总有利；总有利；若若Q Q是目的产物，加速两个反应都有利，若是目的产物，加速两个反应都有利，若P P为目的产为目的产物，在则要抑制第二个反应。物，在则要抑制第二个反应。1.2.2 1.2.2 复合反应复合反应2 2、

29、连串反应的动力学积分式连串反应的动力学积分式连串反应的动力学积分式连串反应的动力学积分式1.2.2 复合反应等温恒容一级反应n中间产物最大浓度和时间中间产物最大浓度和时间1.2.2 复合反应1.3 等温变容反应动力学n对于气相反应，有些反应前后摩尔数不同，在系统压力不变的情况下，反应会引起系统体积发生变化。带来反应物浓度的变化，从而引起反应速率的变化。n为了表征由于反应物系体积变化给反应速率带来的影响，引入两个参数，膨胀因子和膨胀率。膨胀因子n反应式 n定义n物理意义：每消耗1mol关键组份A,所引起的整个反应体系总物质量的增加或减少量。n膨胀因子是由反应式决定的，一旦反应式确定，膨胀因子就是

30、一个定值，与其它因素一概无关。膨胀率n物系体积随转化率的变化不仅仅是膨胀因子的函数，而且与其它因素，如惰性物的存在等有关，因此引入第二个参数膨胀率。n定义：n物理意义：关键组分A完全转化后所引起反应系统体积变化率。n膨胀因子与膨胀率的关系变容过程转化率与浓度的关系n恒压变容体系中各组分浓度、摩尔分率可以由以下推导得到。nZero-Order ReactionsnFirst-Order ReactionsnSecond-Order ReactionnFor a bimolecular-type second-order reaction在间歇反应器中进行液相反应在间歇反应器中进行液相反应在间歇反

31、应器中进行液相反应在间歇反应器中进行液相反应A+BRA+BR，反应物，反应物，反应物，反应物A A和和和和B B初始初始初始初始浓度相等，浓度相等，浓度相等，浓度相等，C CA0A0=C=CB0B0=0.1mol/L=0.1mol/L，每间隔，每间隔，每间隔，每间隔500s500s测得反应生测得反应生测得反应生测得反应生成物成物成物成物R R的浓度数据列于下表，试对所采集数据进行分析。的浓度数据列于下表，试对所采集数据进行分析。的浓度数据列于下表，试对所采集数据进行分析。的浓度数据列于下表，试对所采集数据进行分析。应应用用用用实实例一例一例一例一序号序号序号序号反应时间反应时间反应时间反应时间

32、/s/sR R浓度浓度浓度浓度/mol/L/mol/L序号序号序号序号反应时间反应时间反应时间反应时间/s/sR R浓度浓度浓度浓度/mol/L/mol/L1 10 00 08 8350035000.03650.03652 25005000.00800.00809 9400040000.04000.04003 3100010000.01400.01401010450045000.04250.04254 4150015000.02000.02001111500050000.04550.04555 5200020000.02500.02501212550055000.04800.04806 625

33、0025000.02950.02951313600060000.05050.05057 7300030000.03300.03301414650065000.05250.0525A+BRA+BRA+BR，CA0=CB0=0.1mol/L，动力学方程？动力学方程？数据分析数据分析数据分析数据分析根据生成物根据生成物R R随时间变化浓度，按随时间变化浓度，按数值微分法数值微分法求得相应的时间下反应求得相应的时间下反应速度，可以用三点公式进行计算：速度，可以用三点公式进行计算：数据分析数据分析数据分析数据分析i it(t(i i)C CR R t(t(i i)C CA A t(t(i i)r rR

34、R t(t(i i)1 10 00 00.10000.10000.180.18 1010-4-42 25005000.00800.00800.09200.09200.140.14 1010-4-43 3100010000.01400.01400.08600.08600.120.12 1010-4-44 4150015000.02000.02000.08000.08000.110.11 1010-4-45 5200020000.02500.02500.07500.07500.950.95 1010-5-56 6250025000.02950.02950.07050.07050.800.80 10

35、10-5-57 7300030000.03300.03300.06700.06700.700.70 1010-5-58 8350035000.03650.03650.06350.06350.700.70 1010-5-59 9400040000.04000.04000.06000.06000.600.60 1010-5-51010450045000.04250.04250.05750.05750.550.55 1010-5-51111500050000.04550.04550.05450.05450.550.55 1010-5-51212550055000.04800.04800.05200.

36、05200.500.50 1010-5-51313600060000.05050.05050.04950.04950.450.45 1010-5-51414650065000.05250.05250.04750.04750.350.35 1010-5-5计计算中算中算中算中间结间结果果果果i i i it(t(t(t(i i i i)C C C CR R R R t(t(t(t(i i i i)C C C CA A A A t(t(t(t(i i i i)r r r rR R R R t(t(t(t(i i i i)ln(Cln(Cln(Cln(CA A A A t(t(t(t(i i i i

37、)ln(ln(ln(ln(r r r rR R R R t(t(t(t(i i i i)1 1 1 10 0 0 00 0 0 00.10000.10000.10000.10000.180.180.180.18 10101010-4 4 4 4-2.2.2.2.30303030252525259 9 9 9-10.10.10.10.92929292515151512 2 2 25005005005000.00800.00800.00800.00800.09200.09200.09200.09200.140.140.140.14 10101010-4 4 4 4-2.2.2.2.38383838

38、595959597 7 7 7-11.11.11.11.17171717656565653 3 3 310001000100010000.01400.01400.01400.01400.08600.08600.08600.08600.120.120.120.12 10101010-4 4 4 4-2.2.2.2.45454545343434341 1 1 1-11.11.11.11.33333333060606064 4 4 415001500150015000.02000.02000.02000.02000.08000.08000.08000.08000.110.110.110.11 101

39、01010-4 4 4 4-2.2.2.2.52525252575757573 3 3 3-11.11.11.11.41414141767676765 5 5 520002000200020000.02500.02500.02500.02500.07500.07500.07500.07500.950.950.950.95 10101010-5 5 5 5-2.2.2.2.59595959020202027 7 7 7-11.11.11.11.56565656424242426 6 6 625002500250025000.02950.02950.02950.02950.07050.07050.

40、07050.07050.800.800.800.80 10101010-5 5 5 5-2.2.2.2.65656565212121214 4 4 4-11.11.11.11.73737373616161617 7 7 730003000300030000.03300.03300.03300.03300.06700.06700.06700.06700.700.700.700.70 10101010-5 5 5 5-2.2.2.2.70707070303030306 6 6 6-11.11.11.11.86868686969696968 8 8 835003500350035000.03650.

41、03650.03650.03650.06350.06350.06350.06350.700.700.700.70 10101010-5 5 5 5-2.2.2.2.75757575676767672 2 2 2-11.11.11.11.86868686969696969 9 9 940004000400040000.04000.04000.04000.04000.06000.06000.06000.06000.600.600.600.60 10101010-5 5 5 5-2.2.2.2.81818181343434341 1 1 1-12.12.12.12.02020202383838381

42、010101045004500450045000.04250.04250.04250.04250.05750.05750.05750.05750.550.550.550.55 10101010-5 5 5 5-2.2.2.2.85858585595959597 7 7 7-12.12.12.12.11111111080808081111111150005000500050000.04550.04550.04550.04550.05450.05450.05450.05450.550.550.550.55 10101010-5 5 5 5-2.2.2.2.90909090959595955 5 5

43、 5-12.12.12.12.11111111080808081212121255005500550055000.04800.04800.04800.04800.05200.05200.05200.05200.500.500.500.50 10101010-5 5 5 5-2.2.2.2.95959595656565651 1 1 1-12.12.12.12.20202020616161611313131360006000600060000.05050.05050.05050.05050.04950.04950.04950.04950.450.450.450.45 10101010-5 5 5

44、 5-3.3.3.3.00000000575757578 8 8 8-12.12.12.12.31313131141414141414141465006500650065000.05250.05250.05250.05250.04750.04750.04750.04750.350.350.350.35 10101010-5 5 5 5-3.3.3.3.04040404707070703 3 3 3-12.12.12.12.5656565627272727计计算中算中算中算中间结间结果果果果数据分析数据分析数据分析数据分析 试根据不同的动力学特点，分别按间歇和连续两种操作，确定适试根据不同的动力

45、学特点，分别按间歇和连续两种操作，确定适试根据不同的动力学特点，分别按间歇和连续两种操作，确定适试根据不同的动力学特点，分别按间歇和连续两种操作，确定适宜的加料方法。宜的加料方法。宜的加料方法。宜的加料方法。.a.a1 1a a2 2，b b1 1b b2 2；.a.a1 1a a2 2，b b1 1b b2 2；.a a1 1a a2 2，b b1 1b b2 2。试从活化能试从活化能试从活化能试从活化能.E.E1 1E E2 2，.E.E1 1E E2 2，分析反应温度对产品分布的，分析反应温度对产品分布的，分析反应温度对产品分布的，分析反应温度对产品分布的影响。影响。影响。影响。应应用用用用实实例二例二例二例二(1)(1)平行反应平行反应平行反应平行反应主反主反主反主反应应副反副反副反副反应应分析浓度效应和温度效应分析浓度效应和温度效应分析浓度效应和温度效应分析浓度效应和温度效应不同动力学条件下操作方式不同动力学条件下操作方式不同动力学条件下操作方式不同动力学条件下操作方式主反主反主反主反应应副反副反副反副反应应.a.a1 1a a2 2，b b1 1b b2 2.a.a1 1a a2 2，b b1 1b b2 2.a.a1 1a a2 2，b b1 1b b2 2A AB BS S