第六章气液反应及反应器 概述 第一节气-液反应平衡 第二节气-液反应历程 第三节气-液反应动力学特征 第四节气-液反应器概述
第六章 气液反应及反应器 概述 第一节 气-液反应平衡 第二节 气-液反应历程 第三节 气-液反应动力学特征 第四节 气-液反应器概述
概述 气液相反应和反应器广泛应用于石油、化工、轻工、医药 2和环境保护等生产过程 在化工生产过程中,进行气液相反应的目的主要有两个: 1)得到某种产品 答2)净化气体以及废气和污水的处理 气液相反应过程是伴有化学反应的传递过程,又称为化学 吸收操作过程 ·该过程涉及传质过程、反应过程和气液两相 处理问题的方法不同于以往类型的反应,首先需要解决的 问题是气液相平衡
概述 • 气液相反应和反应器广泛应用于石油、化工、轻工、医药 和环境保护等生产过程 • 在化工生产过程中，进行气-液相反应的目的主要有两个： 1）得到某种产品 2）净化气体以及废气和污水的处理 • 气液相反应过程是伴有化学反应的传递过程，又称为化学 吸收操作过程 • 该过程涉及传质过程、反应过程和气液两相 • 处理问题的方法不同于以往类型的反应，首先需要解决的 问题是气-液相平衡
气液反应应用实例 烧碱或硫化钠 硫化氢气体 尾气 分离罐 吸收器 吸收器 硫氢化钠硫氢化钠
气液反应应用实例
气液反应应用实例 ,在化棒燃料气 燃料气 锅炉用水 13 2 6 蒸 汽3 2 3 氢 1低压蒸汽 环己烷 苯 中心数日有 IFP液相苯加氢工艺流程示意 泵;2—反应器;3—换热器;4一分离塔;5—压缩机; 6—稳定塔;7一气液分离器
气液反应应用实例
气液反应应用实例 蒸汽 精炼气至压缩延段 气氨至冷冻工段 压缩机来氢氮混合气 液氢来自冷冻工段 再生气去回收 冷却永 去废铜液地下槽 空气来自空压机 p 气氨来自液氨计量瓶
气液反应应用实例
气液反应应用实例 ec3e5v>25 HO1 NaOH 20%6 TDI/ODCB放空系统 LS 光气化吸收爆破系统 蒸馏爆破系统 C01 C02 wc wC E T01 T02 T03 T04 E02 P03 去废液处理 P04
气液反应应用实例
第一节气液反应平衡 相平衡知识回顾 气液两相达平衡时,i组分在气液两相中的逸度相等,即: i(8) i(1) 气相中谁分的逸度可表示成它的分逸度与逸度系数乘积的形式: filo=fe y, p g 液相是i组分溶解在溶剂中组成的稀溶液,符合亨利定律: 气液两相达平衡时,有:f i(1) E 若气相为理想,fy0=Ex→形= fe o E 若气相为理想气体混合物,y= 3 P fp=P,p= Py=ex
第一节 气-液反应平衡 • 相平衡知识回顾 气液两相达平衡时，i组分在气液两相中的逸度相等，即： 气相中i组分的逸度可表示成它的分逸度与逸度系数乘积的形式： 液相是i组分溶解在溶剂中组成的稀溶液，符合亨利定律： 气液两相达平衡时，有： 若气相为理想溶液， =1， 若气相为理想气体混合物， i(g) i(l) f = f i g P i i f ( ) = f y i l i i f = E x ( ) P i i i P i i i i i f E x f y E x y = = i P i i i f E x y = P i i i i f = P, p = Py = E x
第一节气液反应平衡 怒,亨利定律还可用另外一种形式老达H,e低压时c=HP 8·溶解度系数H与亨利系数E的关系=P ME 推导过程: 在低压下 C:=H,P,,,, P,=EX=C,=HEx 组分摩尔数 总摩尔数 设溶液体积为,密度为p,则有 1 cM p 平均分子量Mn=M(1-x)+Mx 由于气体在溶剂中溶解度一般很小即x<<1,因此Mn≡MO M M C=HE →H EM
第一节 气-液反应平衡 • 亨利定律还可用另外一种形式表达： • 溶解度系数Hi与亨利系数 Ei的关系为： 推导过程： ( ) H pi c H f c i = i i g 低压时 i = i i i M E H 0 = 0 0 0 0 0 , 1, (1 ) 1 1 1, , : , : E M H c M c H E c M x x M M M M x M x c M M c x i x c H p p E x c H E x i i i i i i i i i m i s m i i m m i i i i i i i i i i i i i = = = = − + = = = = = = 由于气体在溶剂中溶解度一般很小 即 因此 平均分子量 设溶液体积为 密度为 则有 总摩尔数 组分摩尔数 在低压下
第一节气液反应平衡 溶解度系数和亨利系数与温度和压力的关系 dhE,△H1→hE=41 +c d(1/7)R RT dhnH△H △H →hnH +c d(1/7)R RT dIne. v P →hnE +C RT RT dp R7→hH=P Rr+C ·由前二式可知,溶解度系数或亨利系数随温度的变化而变化 在较低温度下,多数气体在水中的溶解过程为放热过程,△H.0T个,E↓B,个
第一节 气-液反应平衡 • 溶解度系数和亨利系数与温度和压力的关系： • 由前二式可知，溶解度系数或亨利系数随温度的变化而变化 • 在较低温度下，多数气体在水中的溶解过程为放热过程， 因此， • 温度很高时，溶解过程呈现吸热过程， C R T PV H R T V dp d H C R T PV E R T V dp d E C R T H H R H d T d H C R T H E R H d T d E g i i g i i g i i g i i g i i g i i g i i g i i = − = − + = = + + = − = − + = = ln ln ln ln ln (1/ ) ln ln (1/ ) ln Hi 0 T , Ei Hi Hi 0 T , Ei Hi
第一节气液反应平衡 温度变化时,溶解度系数或亨利系数存在一极值 般认为,气体在水中的 E 溶解度随温度的升高而降 s低,是在低温范围内而言 的 有些气体,如氢、氮在液氨 和甲醇中的溶解是吸热过程, 因此,T个,E↓H个 170-180C
第一节 气-液反应平衡 • 温度变化时，溶解度系数或亨利系数存在一极值 • 一般认为，气体在水中的 溶解度随温度的升高而降 低，是在低温范围内而言 的。 • 有些气体，如氢、氮在液氨 和甲醇中的溶解是吸热过程， 因此， Ei T C 。 170−180 T , Ei Hi