化学反应工程知识点梳理

1、学习必备欢迎下载化学反应工程知识点梳理第一章化学反应工程简介化学反应工程是研究化学反应和工程问题的科学动量传递、热量传递、质量传递及化学动力学，可概括为“三传一反”第三个里程碑。第二章均相反应动力学A AB BS SR R(- rA )-dnA（由于反应而消耗的A 的摩尔数）Vdt(单位反应区域 )( 单位时间 )(rA )1 dnArS1 dn SVdtVdt反应进度：nAnA 0nBnB 0nRnR 0nPnP0ABRPinK 0 xK某反应物的转化量xi转化率：xKnK 0nKKni 0该反应物的起始量nK 0膨胀因子：Knn0nn0(n n0 )nK 0nKnK 0 xKKn0 yK

2、0 xKy i 0 ( 1x i )y i 0 ( 1iy K 0 x K )y iKy i 0y K 0 x K1K y K 0 x K1KnAnA 0 (1 xA )(1 xA )CAV0 (1 A yA0 xA )C A0V(1 A yA0 xA )( rA ) kCA CBkC ( RT )k PEk k 0 e RTEln k ln k0RT不可逆反应A AB BS SdC AC A 0ktdC AC AC Aa C Bb( r A )kC Aa C Bbdt学习必备欢迎下载均相催化反应CC 为催化剂浓度( rA )dCA(kCC )CAdt自催化反应A+C 2C+R(rA )dCA

3、kCACCdt串联反应A + BPR+S总收率PnPnP 0nA0nA瞬时收率单位时间内生成 P的摩尔数r pdCP / dtdC P单位时间内消耗A的摩尔数(rA )dC A / dtdC A得率 yieldX P( nPn P 0 ) / n A 0总选择性目的产物P 所生成的摩尔数与副产物S 生成的摩尔数之比，用S0 表示：S0nPnP 0nSnS 0平行反应A2AS S（ 副 ） A P（主）A1P（ rA ,1） k1C A（ r） kC（rA）（r A,1） (dC AArA,2 ) (k1 k2 )C AA,22dtr PdC Pp( rA ,1 )P k1C ArSdC SS

4、k 2 C AdtA,1A ,1dtA ,2C AC A0e( k1 k2 ) t串联反应Ak 1Pk2S（均为一级反应）rPdC Pk1 C Ak2 CPr SdC Sk2 C Pdtdt学习必备欢迎下载第三章理想均相反应器间歇反应器 (BSTR)反应时间tC A 0x A dx AC AdC A等容过程，液相反应0 ( r A )C A 0( r A )实际操作时间 (operating time)= 反应时间 (t) +辅助时间 auxiliary time (t')反应体积 V 是指反应物料在反应器中所占的体积V = v0 (t + t')V实际的反应器体积为：V 实际

5、为装料系数 (the volume charge coefficient) ，通常在0.4 0.85平推流反应器 PFR空时反应器的容积V进料的体积流量v0反应期的容积t反应器中物料的体积流量VR0dVv全混流反应器 (CSTR)VCA0CACA0 xAv0(rA )( rA )FR 050000VxAVx A dx AVv0 CR24 MRFA0( rA )F A 00 ( rA ) v0 C A 0C A 0xAdxxA dxxAdxA绝热操作恒容间歇反应器的设计式为：tCA 0ACA 0ACA0nE1xA 0 ( rA )xA 0 kCAxA 0k0 eRT CA0n (1 xA )nt

6、x AI ( xA )dxAn 1xA 0k0CA02dxD 2 (r)变温平推流反应器FA 0dx A( rA )dVP( r A )D dlAAdl4FA04学习必备欢迎下载化学反应工程研究的目的是实现工业化学反应过程的优化全混流BRVBtBxAdxVmmxA 0ACSTFA0 CA0rA：FA0CA00rAR:PFVPxA dx平推流PAR:FC0rA0A0A多级 CSTR 串联的优化对于一级不可逆反应应有VRv0 CA 0xA10xA2xA1.xAmxAm1kC A0 (1xA1 )kCA 0 (1xA 2 )kCA 0 (1 xAm )VRv0 1 xAi110(i1,2,.m1)x

7、AixAi 1xAi1 xAi1 x1 xxAik (1 xAi )21 xAi 1Ai 1AiCP maxk1k2k1ln( k1 / k2 )PFR ： X P maxk2CA0(k2)同间歇釜optk1k2X P maxCP max11：CA 0112( k2 / k1 ) 2optk1k2全混流反应器的热衡算方程V ( r A )(H r )T (1UAUATm)QrT (1UA) (T0UATm)v0 cP) (T0v0 cPv0cPv0 cPv0 cP第四章非理想流动停留时间分布E(t) = Pt < residencetime< t +t停留时间分布函数F ( t ) =P residencetime<t 学习必备欢迎下载tF (t)E(t )dt0方差20 (t t ) 2 E (t )dt(t t )2E (t )dt2E (t ) dtt2t0tE (t) dt00PFR0t tE(t )tt0ttF (t)tt0tt12(t t )2E(t )dt( tt )20