(8.4.1)--8.4多釜串联反应器.ppt

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1、2023/4/41 本节的教学目标本节的教学目标掌握多釜串联反应器的设计方法掌握多釜串联反应器的设计方法本节的重点与难点本节的重点与难点 多釜串联反应器的设计方法多釜串联反应器的设计方法8.5 8.5 多釜串联反应器多釜串联反应器2023/4/42 8.4 8.4 多釜串联反应器多釜串联反应器2023/4/43 每一级反应器都是全混流反应器；每一级反应器都是全混流反应器；反应器之间，流体不相互混合。前一级反应器出口反应器之间，流体不相互混合。前一级反应器出口的物料浓度为后一级反应器入口的浓度。串联级数越的物料浓度为后一级反应器入口的浓度。串联级数越多，各级之间反应物浓度差别越小，整个多釜串联反

2、多，各级之间反应物浓度差别越小，整个多釜串联反应器越接近平推流反应器。应器越接近平推流反应器。对第对第i i个反应器进行物料衡算得：个反应器进行物料衡算得：定容过程，定容过程，则有则有 如果生产过程中所需的全混流反应器体积比较大，如果生产过程中所需的全混流反应器体积比较大，会采用几个较小的全混流反应器串联。会采用几个较小的全混流反应器串联。多釜串联反应器如下图所示。其特点为：多釜串联反应器如下图所示。其特点为：2023/4/44 涉及每级反应器的有效容积涉及每级反应器的有效容积V VR,iR,i、串联反应器的级、串联反应器的级数数N N、最终转化率、最终转化率x xA A,N,N、反应物最终浓

3、度、反应物最终浓度c cA A,N,N等四个参数，等四个参数，可用解析法和图解法。可用解析法和图解法。或或2023/4/451 1、解析法解析法 对一级反应对一级反应ARAR 即有即有.或或所有上式连乘，有所有上式连乘，有 2023/4/46生产中往往各级反应器的体积相等生产中往往各级反应器的体积相等,反应条件相同反应条件相同,有有有有由此得由此得2023/4/472 2、图解法图解法 对定容反应过程，将第对定容反应过程，将第i i级釜的基本计算式改写为级釜的基本计算式改写为 其出口浓度其出口浓度 和和 为直线关系，斜率为为直线关系，斜率为，截距为，截距为/为第i釜的操作线方程。两条线的交点所

4、对应的横坐标上两条线的交点所对应的横坐标上C CA A即为釜出口的浓度。即为釜出口的浓度。2023/4/48 如果已知釜数如果已知釜数N N，按上法作图，第，按上法作图，第N N根操作线与根操作线与动力学关系线的交点的横坐标即为最终出口的浓度。动力学关系线的交点的横坐标即为最终出口的浓度。如果已知釜数和最终出口的浓度，需要确定总如果已知釜数和最终出口的浓度，需要确定总体积或体积流量时，则要采用试差法。体积或体积流量时，则要采用试差法。2023/4/49例例 8 83 3 如果例如果例 8 82 2中条件改为中条件改为c cA A,0,0=c cB B,0,02.5 2.5 kmolkmolm

5、m-3-3，其它条件不变，采用全混流反应器时体积，其它条件不变，采用全混流反应器时体积为多少？如果采用体积相同的三个全混流反应器串联，为多少？如果采用体积相同的三个全混流反应器串联，则所需反应器的容积又为多少？则所需反应器的容积又为多少？解解：因为：因为 根据多釜串联反应器公式根据多釜串联反应器公式:当当3 3个反应釜时：个反应釜时：第三级第三级 整理，得整理，得 2023/4/410第二级第二级 第一级第一级 利用试差法解联立方程组，得利用试差法解联立方程组，得 每个反应釜的体积为：每个反应釜的体积为：V VR,1R,1V VR,2R,2V VR,3R,3 总体积为总体积为:2023/4/411采用单个全混流反应器，采用单个全混流反应器，从上例可以看出，相同的生产条件和生产任务，从上例可以看出，相同的生产条件和生产任务，采用多个反应釜串联时，反应器的总体积比采用单采用多个反应釜串联时，反应器的总体积比采用单个反应器的体积明显减少。个反应器的体积明显减少。2023/4/412