《北学反应工程》教橐 第三章想反应 1分芤式操作的究全混合反应踞 所以:CA=2482×103kmom3 所以A的转化率为 C-CA2-2.482×10 =0.9988(或9988%) C [分析] 显然,只知道A的转化率还不能确定P的生成量,因为转化的A既可 能生成P,也可能转化成Q。由题目给的速率方程知 dc 由式(a)有 dt 式(a)除以式(d)有: .l--CA e dc 分离变量 dc 积分有 1+0.5C 将有关数据代入上式得: CP1+0.5×2482×10-3≈1.3838kmol/m3 的得率 p=P-cP13838-0 06919(或6919%) [分析] 实际上这种等温操作是很难实现的,只有在反应物料中反应物的浓度 很小、反应速度很小且反应的热效应又不大的场合才可能接近于等温的条 件进行操作,而且在大多数情况下(除非涉及热敏性的反应物料)也不必 定要求在等温下操作。更多的情况是要求合理的温度序列最有利于反应的 进行,或有利于改善反应的产物分布。所以,从反应的温度操作制度来看 除了上述等温操作外尚有绝热操作和变温(又称非等温非绝热)操作。对于 后面两种形式的分批式反应器,器内反应物料的温度均随反应时间而变。 此时为求解式(3-1-4)仍需有反应器内的热量衡算式。下面就分别对这两种 情况进行讨论 [板书]3.1-3变温操作 [讲解]在此操作中通过设置在反应器内的盘管或夹套向反应器提供(或从 应器内移出)热量,只控制反应在所需的温度范围内进行。如果是向反应器 供热(如吸热反应),则采用夹套以蒸汽进行加热较之盘管更为有利,因为 它除了有较大的传热面积外还能方便地排放冷凝水;如果从反应器移热则 作者:傅杨武重庆三峡学院化学工程系 第5页共13页《化学反应工程》教案 第三章 理想反应器 3.1 分批式操作的完全混合反应器 ［分 析］ ［分 析］ ［板 书］ ［讲 解］ 所以：CA=2.482×10-3kmol/m3 所以Ａ的转化率为： 0.9988( 99.88%) 2 2 2.482 10 3 0 0 = 或 − × = − = − A A A A C C C x 显然，只知道Ａ的转化率还不能确定Ｐ的生成量，因为转化的Ａ既可 能生成Ｐ，也可能转化成Ｑ。由题目给的速率方程知 A P C dt dC = 2 （d） 由式（a）有 2 2 A A A C C dt dC − = + （a） 式(a)除以式(d)有： A P A C dC dC 2 1 = −1− （e） 分离变量 ∫ ∫ + = − A A P C C A A C P C dC dC 0 0 1 0.5 积分有 A A P C C C 1 0.5 1 0.5 2 ln 0 + + = （f） 将有关数据代入上式得： 3 3 1.3838 / 1 0.5 2.482 10 1 0.5 2 CP 2 ln = kmol m + × × + × = − P 的得率 0.6919( 69.19%) 2 1.3838 0 0 0 = 或 − = − = A P P P C C C φ 实际上这种等温操作是很难实现的，只有在反应物料中反应物的浓度 很小、反应速度很小且反应的热效应又不大的场合才可能接近于等温的条 件进行操作，而且在大多数情况下(除非涉及热敏性的反应物料)也不必一 定要求在等温下操作。更多的情况是要求合理的温度序列最有利于反应的 进行，或有利于改善反应的产物分布。所以，从反应的温度操作制度来看 除了上述等温操作外尚有绝热操作和变温(又称非等温非绝热)操作。对于 后面两种形式的分批式反应器，器内反应物料的温度均随反应时间而变。 此时为求解式(3-1-4)仍需有反应器内的热量衡算式。下面就分别对这两种 情况进行讨论。 3.1-3 变温操作 在此操作中通过设置在反应器内的盘管或夹套向反应器捉供(或从反 应器内移出)热量，只控制反应在所需的温度范围内进行。如果是向反应器 供热(如吸热反应)，则采用夹套以蒸汽进行加热较之盘管更为有利，因为 它除了有较大的传热面积外还能方便地排放冷凝水；如果从反应器移热则 作者：傅杨武 重庆三峡学院化学工程系 第 5 页 共 13 页