第三节部分解析法 学习提示 部分分析法是介干经验放大法和数学模型法之间的一种开发放大方法，即用理 论分析和实验探索相结合来进行化工过程的开发放大。对于一生较为复杂的化工过 程，建立数学模型比较困难：而经验做大又耗货巨大且开发周期较长，采用部分解 析法则可收到较好的开发效果。 学习内容 知识点一：研究方法 ⊙ 化学反应器的放大中，反应器计算的重要依据是化学反应速率，而反应速率则 是温度和反应物料浓度的函数。 从动力学试验确定，反应速率和温度与浓度的关系。 从化学反应工程学确定：反应器的类型、加料方式、操作方式、物料的流动与 混合状态、热交换型式等影响反应温度和反应物浓度变化的规律， 日的。分析化学反应中可能发生的现象，确定试验应该考察的内容和应采的方 法，预测反应结果和故大效应。 1,浓度效应 在大型工业反应器中，影利反应物浓度的因素有物料返混、预混合、选料浓度、 加料方式、操作方式，以及非均一系的混合状况等工程因素，在实际生产中，不同 生产条件下的工程因素及其产生的机理各不相同。但只要使反应器内物料的浓度和 浓度分布相同，对于同一化学反应，必然产生相同的反应结果。若用这样的认识来 分析工业反应过程，则可使本来很复桑的过程得以简化： 2,温度效应 温度是影响化学反应速率的主要因素，对于复杂反应除了影响反应道率外，还 影响反应的选择性。从化学反应过程的条作优化看，对于一个反应过程除了须维持 一个最佳的温度水平外，有时还需维持一个最佳的渐变温度序列。例如：A一B一C 或A→D,B是目的产物，C和D是副产物.在两个刷反应中，B一C的串联刷反应的 活化能2大于A一B的活化能E1,为了抑制串联副反应，应采取低温：平行副反应 A一D的活化能3小于主反应的话化能E1,物制平行副反应则应高温
第三节 部分解析法 学习提示 部分分析法是介于经验放大法和数学模型法之间的一种开发放大方法，即用理 论分析和实验探索相结合来进行化工过程的开发放大。对于一些较为复杂的化工过 程，建立数学模型比较困难；而经验放大又耗资巨大且开发周期较长，采用部分解 析法则可收到较好的开发效果。 学习内容 知识点一：研究方法 化学反应器的放大中，反应器计算的重要依据是化学反应速率，而反应速率则 是温度和反应物料浓度的函数。 从动力学试验确定：反应速率和温度与浓度的关系。 从化学反应工程学确定：反应器的类型、加料方式、操作方式、物料的流动与 混合状态、热交换型式等影响反应温度和反应物浓度变化的规律。 目的，分析化学反应中可能发生的现象，确定试验应该考察的内容和应采的方 法，预测反应结果和放大效应。 1．浓度效应 在大型工业反应器中，影响反应物浓度的因素有物料返混、预混合、进料浓度、 加料方式、操作方式，以及非均一系的混合状况等工程因素。在实际生产中，不同 生产条件下的工程因素及其产生的机理各不相同，但只要使反应器内物料的浓度和 浓度分布相同，对于同一化学反应，必然产生相同的反应结果。若用这样的认识来 分析工业反应过程，则可使本来很复杂的过程得以简化。 2．温度效应 温度是影响化学反应速率的主要因素，对于复杂反应除了影响反应速率外，还 影响反应的选择性。从化学反应过程的条件优化看，对于一个反应过程除了须维持 一个最佳的温度水平外，有时还需维持一个最佳的渐变温度序列。例如：A→B→C 或 A→D，B 是目的产物，C 和 D 是副产物。在两个副反应中，B→C 的串联副反应的 活化能 E2 大于 A→B 的活化能 E1。为了抑制串联副反应，应采取低温；平行副反应 A→D 的活化能 E3 小于主反应的活化能 E1，抑制平行副反应则应高温
反应特点：反应前期平行副反应速率快，反应后期串联副反应逐渐加速。 措施：反应初期深用高温。反应后期降低温度，保持一个先高后低的温度序列， 知识点二：研究步骤 ⊙ 1.了解过程特征 在化工过程开发初期，用简单试验来了解一些过程的特征，以便取得对过程的 初步认识，这是部分解析法采用的研究方法。此时所进行的试验往往是定性的，不 可能也不要求取得准确的定量数据。 了解内容，反应速率的快慢：副反应的强弱：影响反应过程的主要因素等。 2.设想技术方案 在了解过程特征的基础上，结合化学工程理论对过程进行分析，设想初步的技 术方案。这里形成的技术方案比较粗略，还有待于进一步量化和验证。尽管方案尚 不成然，但已在开发工作初期加强了理论与实我的结合，发挥了理论指导实践的作 用。 3。验证设想，改进技术方案 险证初步技术方案中的技术指施，并不一定要对该技术措施作真实模拟，在很 多情况下，可以采用等效分析方法，对验证试验加以简化。根据验证要求，验正试 验可以定性，也可以定量。 4.确定放大设计方法 经过以上步骤研究之后，所拟定的技术方案已比较完整，但缺乏定量的设计数 据。如果过程规律已掌握，可以建立数学模型，此时应按数学棋型的要求，定量测 取有关模型参数。如果不能建立数学模型，则可按经验放大法的要求，进行系绕试 验，测取有关的设计数据。 知识点三：特征 ⊙ 1,分解研究与棕合分析相结合 部分解析法的研究方法也是把化学过程和传递过程分解后分别研究的。燃后将 化学过程结合工程理论进行分析，形成技术方案，将化学反应规律与传递过程规律 进行综合。 2,确定的技术信息主要来源于试验
反应特点：反应前期平行副反应速率快，反应后期串联副反应逐渐加速。 措施：反应初期采用高温，反应后期降低温度，保持一个先高后低的温度序列。 知识点二：研究步骤 1. 了解过程特征 在化工过程开发初期，用简单试验来了解一些过程的特征，以便取得对过程的 初步认识，这是部分解析法采用的研究方法。此时所进行的试验往往是定性的，不 可能也不要求取得准确的定量数据。 了解内容：反应速率的快慢；副反应的强弱；影响反应过程的主要因素等。 2. 设想技术方案 在了解过程特征的基础上，结合化学工程理论对过程进行分析，设想初步的技 术方案。这里形成的技术方案比较粗略，还有待于进一步量化和验证。尽管方案尚 不成熟，但已在开发工作初期加强了理论与实践的结合，发挥了理论指导实践的作 用。 3. 验证设想，改进技术方案 验证初步技术方案中的技术措施，并不一定要对该技术措施作真实模拟，在很 多情况下，可以采用等效分析方法，对验证试验加以简化。根据验证要求，验证试 验可以定性，也可以定量。 4. 确定放大设计方法 经过以上步骤研究之后，所拟定的技术方案已比较完整，但缺乏定量的设计数 据。如果过程规律已掌握，可以建立数学模型，此时应按数学模型的要求，定量测 取有关模型参数。如果不能建立数学模型，则可按经验放大法的要求，进行系统试 验，测取有关的设计数据。 知识点三：特征 1．分解研究与综合分析相结合 部分解析法的研究方法也是把化学过程和传递过程分解后分别研究的。然后将 化学过程结合工程理论进行分析，形成技术方案，将化学反应规律与传递过程规律 进行综合。 2．确定的技术信息主要来源于试验
部分解析法对于试验的依糗程度，并不亚于经验放大法。但与经验放大法试验 的不同之处是部分解析法的试验是在理论分析指导下进行的，而不是把试验对象当 作“黑箱”来看待。 核心：采用实验内容等效转换的形式简化试验，对技术措铺不一定做完全真实 地模拟，可以节省人力物力消耗和缩短开发周期。 3,技术方案的形成都通过了反复论证 部分解析法的技术方案是在不断试验和不斯进行理论分析的反复论证中形成的， 较全面地考虑了各种影响因素，每一项技术措能的形成都有较充分的科学依据，各 种设计判据和数据也都经过了理论分析和试验的检验，而且在研究过程中对于放大 效应作了预测，因此，提高了技术方案的可靠性和准确性
部分解析法对于试验的依赖程度，并不亚于经验放大法。但与经验放大法试验 的不同之处是部分解析法的试验是在理论分析指导下进行的，而不是把试验对象当 作“黑箱”来看待。 核心：采用实验内容等效转换的形式简化试验，对技术措施不一定做完全真实 地模拟，可以节省人力物力消耗和缩短开发周期。 3．技术方案的形成都通过了反复论证 部分解析法的技术方案是在不断试验和不断进行理论分析的反复论证中形成的， 较全面地考虑了各种影响因素，每一项技术措施的形成都有较充分的科学依据，各 种设计判据和数据也都经过了理论分析和试验的检验，而且在研究过程中对于放大 效应作了预测，因此，提高了技术方案的可靠性和准确性