1.A+()=(A) ∑ 2.(A)=(B)+S bPA+bBPB+b, Pl+bMPM 3.(B)=B+() 6. p 1+bptbp+.ptb MM S不被吸附,分母中没有 1为控制步骤时:P=P B S B S A K K AB S k P-kb, p K 1+b,P,+b 1+A8-stbp K BB P
1. A+( )=(A) 2. (A)=(B)+S 3. (B)=B+( ) 1为控制步骤时： * * * * 1 1 1 1 A A B B L L M M i n i +b P +b P +b P +b P − = = * * * * * 1 A A B B L L M M A A A b P b P b P b P b P + + + + = PB = PB * * S不被吸附，分母中没有 PS p B S p B S A K P P K P P P = = * * B B p A B S p d A B S a A A A B B a A d A A A a A d A b P K b P P K k b P P k P b P b P k P k b P r k P k + + − = + + − = − = 1 1 * * * 0
请考虑化学反应+B-能化剂DC 该反应在全混流反应器中进行,反应温度为 20℃C,液料的体积流量为05m3/h CA0=965m/m3CB0=184mo/m3催化剂 的浓度C=663mo/m3。实验测得该反应的速 度方程为: TA=KCACD 式中k=115*103m3/( molks)。若要求A的 转化率为400,试求反应器的体积
请考虑化学反应 A B C + ⎯催化剂 ⎯ ⎯D → 该反应在全混流反应器中进行，反应温度为 20℃，液料的体积流量为0.5m3/h, CA0=96.5mol/m3, CB0=184mol/m3,催化剂 的浓度CD=6.63mol/m3。实验测得该反应的速 度方程为： rA=kCACD 式中k=1.15*10-3m3/(mol.ks)。若要求A的 转化率为40%，试求反应器的体积
解:设A的转化率为x,则有: d=kCAo(-xcD 对于全混流反应器,应有: 0(x-x Cox X kCao(1-x)Cd k(1-xCD 0.40 -=874ks=24.28h (1.15×10-)(1-0.4)(663) R=V0z=0.5×24.28=12.14m3
解：设A的转化率为x，则有： A A CD r k C (1 x) = 0 − 对于全混流反应器，应有： A D D A A A k x C x k C x C C x r C x x (1 ) (1 ) ( ) 0 0 0 0 − = − = − = 87.4k s 24.28h (1.15 10 )(1 0.4)(6.63) 0.40 3 = = − = − 3 VR =V0 = 0.524.28 =12.14m
例题 某二级液相反应A+B→C,已知CA=CBo, 在间歇反应器中达到x=099,需反应的时 间为10min,问: (1)在全混流反应器中进行时,m应为多少? (2)在两个串联全混流反应器(反应体积相 等)中进行时,又是多少?
某二级液相反应A+B→C，已知CAo=CBO ， 在间歇反应器中达到x=0.99，需反应的时 间为10min,问： (1) 在全混流反应器中进行时， 应为多少？ (2) 在两个串联全混流反应器(反应体积相 等)中进行时， 又是多少？ 例题 m m
解:在间歇反应器中,对二级反应 x 0.99 99 k C。02(1-x)10C(-0.99)C (1)在单个CSTR中 x T kC1(1-x)2 X 0.99 9900 k 0(1-x)2C0(1-0.99)2C (1)=(2)则 R=1000 min
0 0 0 9.9 10 (1 0.99) 0.99 (1 ) A CA CA C x x k = − = − = （１）在单个CSTR中 2 0 k C (1 x) x A − = 解：在间歇反应器中，对二级反应 0 2 0 2 0 9900 (1 0.99) 0.99 (1 ) A CA CA C x x k = − = − = 1000min 0 = = V VR m (1)=(2) 则 (1) (2)
(2)两个CSTR串联 CsTR-1 0A0A1 kC4O(1-XAD'VRi RI (3) Vo kC( Ao Al csTR-1 VOCAO(Xa2-xa=kCdo(1-x22FVR2 R2 A2 x al kC VpI=v=vr xa=xr= kCo(1-x2 代入(3) R=396 2k=2×396=792min 0 0
(2) 两个CSTR串联 2 2 2 1 0 2 2 (1 ) A o A R A A k C x x x V V − − = = 1 2 1 2 0 0 1 0 (1 ) A A A A VR V C x = k C − x 2 1 1 0 1 1 (1 ) Ao A R A k C x x V V − = = 2 2 2 2 0 0 2 1 0 ( ) (1 ) A A A A A VR V C x − x = k C − x CSTR-1: CSTR-1: VR1 =VR2 =VR 2 0 2 0 1 2 (1 ) A A R A A k C x V V x = x − − (3) (4) 2 2 39.6 79.2min 0 = = = V VR 39.6 0 = V 代入 VR (3)
例题 对平行串联反应 A+B→>RF=kt0 125526(RT) CC B R+B→ r=kne -167368/(RT RB 选取最佳的操作方式 解:对于AA=2、R—>SA ↓↓↓↓ 应选用高 CAo PFr反应器。 R Cg与生成R无关,尽管B可以任意方式加入 对于B,B m2s为维持高c考虑B分段加入为佳 对于温度,E1<E2应选用低温
例题 对平行-串联反应 R B RT A B RT R B S r k e C C A B R r k e C C 167368/ ( ) 2 2 0 125526/ ( ) 2 1 1 0 − − + → = + → = 选取最佳的操作方式。 解：对于A, A R S ⎯n1⎯=2 → ⎯n ⎯2 =1 → 应选用高CA0, PFR反应器。 对于B, B S R m m ⎯ ⎯→ ⎯ ⎯→ = = 2 1 2 1 A B CB与生成R无关，尽管B可以任意方式加入, 为维持高CA,考虑B分段加入为佳 对于温度，E1<E2 , 应选用低温
3-8理想流动反应器中多重反应的选择率 1L(主反应) 平行反应-一个反应物 A 2M(副反应) (E2-E1) E/RTan A-L e Rr h1-12 A A-M 1.温度效应 提高温度对活化能高的反应有利 降低温度对活化能低的反应有利 着E1>E2,则在较高温度下进行 着E1<E2则在较低温度下进行 着E1=E2,温度变化对选择性无影响
3-8 理想流动反应器中多重反应的选择率 一. 平行反应 --- 一个反应物 1. 温度效应 E RT n A A r k e C / 0 − = A L(主反应) M(副反应) 1 2 提高温度对活化能高的反应有利 降低温度对活化能低的反应有利 若E1>E2 , 则在较高温度下进行 若E1<E2 , 则在较低温度下进行 若E1=E2 , 温度变化对选择性无影响 1 2 2 1 ( ) RT n n E E A M A L A e C r r − − − − =
3-8理想流动反应器中多重反应的选择率平行风应 (E2-E1) A-L e T n1-n2 2.浓度效应 A-M 着nm较高反应物浓度→平推流反应器,低的单程转化率 对主反应有利 若n1<n2,较低反应物浓 全混流反应器,加入稀释剂; 度对主反应有利反应后物料循环 着n1=n2,反应物浓度对 选择性无影响
1 2 2 1 ( ) RT n n E E A M A L A e C r r − − − − = 2. 浓度效应 3-8 理想流动反应器中多重反应的选择率 平行反应 若n1>n2 , 较高反应物浓度 对主反应有利 若n1<n2 , 较低反应物浓 度对主反应有利 若n1=n2 , 反应物浓度对 选择性无影响 平推流反应器，低的单程转化率 全混流反应器，加入稀释剂； 反应后物料循环
3-8理想流动反应器中多重反应的选择率 平行反应两个反应物 L(主反应) rL=rCcB A+B2W副反应) 2AB n1>n2,m1>m2 n1n2,m1<m2 cA,CB都高 cA,CB都低 么高,CB低 Add A and B⊥ Add A and B Start with A all at one time slowly; level rises add B slowly 间歇操作
3-8 理想流动反应器中多重反应的选择率 平行反应 两个反应物 A+B L(主反应) M(副反应) 1 2 1 1 1 m B n rL = k CA C 2 2 2 m B n r M = k CA C 间歇操作 n1>n2, m1>m2 CA, CB 都高 n1>n2, m1<m2 CA高, CB低 n1<n2, m1<m2 CA, CB 都低