化反应工程期末任课老师归纳总结重点知识点

1、1, 化学反应分类 ：（按相类分类）均相反应,非均相反应, （按操作 分类）间歇操作,连续操作,半连续操作； 2, 反应器分类 ： 管式反应器,一般长径比大于 30 槽式反应器,一般高径比为 1 3 塔式反应器,一般高径 比在 3 30 之间； 按传热条件分类：等温反应器,绝热反应器,非等温,非绝热反应器 3, 化学反应速率 ： r 4, 化学反应动力学方程 阿累尼乌斯关系 ： 1 d 3 mol m s 1V dt ： m n rA kccA cB 31 mol m s E k c k eRT 5, 反应级数 ：m, n：A, B 组分的反应级数, m+n 为此反应的总级 数；假如反应级数与

2、反应组份的化学计量系数相同, 即 m=a 并且 n=b, 此反应可能是基元反应；基元反应的总级数一般为 1 或 2,极个别有 3,没有大于 3 级的基元反应； 6,有如下基元反应过程, 请写出各组分生成速率与浓度之间的关系； A 2 B 2C rA k c 1 A B c 2 2 2k1cAcB k c 2 C 2k c c 3 A C k c 4 D 2rB 2 2k2cC k5cBcD k6cE A C2Dr C2k c c 1 A B 22k c 2 C 2k c c 3 A C k c 4 D 2B D E rD 2k3cA cC 2 2k4 cD k5cBcD k6cE rE k5c

3、B cD k6cE 7, 动力学方程的方法： 积分法,微分法 8,化学反应器的设计基础： 按混淆分类：间歇反应器,平推流反应 器（理想置换反应器,活塞流反应器） ,全混流反应器 9,间歇反应器的特点： 由于猛烈搅拌,混合,反应器内有效空间 第 1 页,共 6 页中各位置的物料温度,浓度都相同；由于一次加料,一次出料,反 应过程中没有加料,出料,全部物料在反应器中停留时间相同,不存 在不同停留时间物料的混合, 即无返混现象； 出料组成与反应器内 物料的最终组成相同；为间歇操作,有帮忙生产时间；一个生产周 期应包括反应时间, 加料时间, 出料时间, 清洗时间, 加热（或冷却） 时间等 ； 10,间

4、歇反应器设计步骤： 由式 t r c A0 x A d x A 0rA 运算反应时间 tr；运算一批料所需时间 t；t=tr+t 单位时间处理 物料的体积 V0；V 0F A 0 运算反应器有效容积 VR； VRV0tt cA 0 运算反应器总体积 VR VR VR 11,理想平推流反应器特性 : 由于流体沿同一方向, 以相同速度向前推动, 在反应器内没有物 料的返混,全部物料在反应器中的停留时间都是相同的； 在垂直 于流淌方向上的同一截面, 不同径向位置的流体特性 （组成,温度等） 是一样的； 在定常态下操作,反应器内状态只随轴向位置转变, 不随时间转变；实际生产中对于管径较小,长度较长,流

5、速较大的管 式反应器,列管固定床反应器等,常可按平推流反应器处理； 12,膨胀因子： I I A A B B RR SS 0A I A 13,膨胀因子影响： A 0是摩尔数增加的反应, 反应体积增加； A E2 时, E1-E20,随着温度的上升,选择性 SP 上升,可见高 温有利于提高瞬时选择性； 当 E1E2时,E1-E2a2, blb2 时,上升浓度,使选 择性增加,如要保护较高的 cA,cB,就应选择平推流反应器,间歇反 第 3 页,共 6 页应器或多釜串联反应器 22, 反应级数大小 浓度要求 适宜反应器 加料方式 12; 12cA ,cB 均大 间歇反应器 瞬时加入全部的 A 和

6、B平推流反应器 A, B 同时连续进料 12cA小, cB 大 间歇反应器 B 全部加入,滴加 AB 连续加入, A分段加 平推流反应器 入 12; 12cA大, cB 小 间歇反应器 A 全部加入,滴加 B平推流反应器 A 连续加入, B 分段加 入 12; 12cA ,cB 均小 间歇反应器 A, B 同时滴加 全混流反应器 A, B 同时连续进料 23,示踪讯号的输入方法有： 阶跃输入法 脉冲输入法 24,催化剂的作用： 催化剂的加入可以转变反应速率；其本身在 反应前后不发生变化； 其中加快反应速率的叫正催化剂, 减慢反应速 率的叫负催化剂； 对于可逆反应催化剂的加入,不能转变反应的 平

7、稳； 对于同一可逆反应,催化剂可以同样的比例同时转变正逆 反应的速率； 催化剂对反应过程有良好的选择性； 25,气固相催化反应的 7 个步骤, 3 个过程： 反应物由气流主体扩散到催化剂外表面； 反应物由催化剂外表面扩散到内表面； 第 4 页,共 6 页 反应物在催化剂表面活性中心上吸附； 吸附在活性中心的反应物进行化学反应； 产物在催化剂表面活性中心上脱附； 产物由催化剂内表面扩散到外表面； 产物由催化剂外表面扩散到气流主体； , 为外扩散过程 , 为内扩散过程 , , 为化学动力学过程 26,固体催化剂主要包括： 活性组分,载体,助催化剂和抑制剂；一 个好的催化剂必需具有高活性,高选择性,

8、高强度和长寿命等特点 27,催化剂的主要制备方法有哪些？ 固体催化剂主要制备方法有： 浸 渍法,沉淀法,离子交换法,共混合法,滚涂法,溶蚀法,热熔法, 沥滤法,络合催化剂的固载化法； 28,物理吸附和化学吸附 项目 物理吸附 化学吸附 结合力 范德华力 化学键 选择性 弱 强 吸附层次 多层吸附 单层吸附 吸附热 接近被吸附物质的冷凝热 接近反应热 吸附温度 通常低于沸点温度 可高于沸点温度 29,分子扩散：二元组分扩散系数 30,混合组分扩散系数 DAB 1 .5 T 1/ M A 1/ M B 0 .5 2 cm s 11DAM 1yA 1 p VA 31 VB 32ny i 1 DA i

9、 式中： T：系统温度 K p：系统压力 kPa MA, M B ： A, B 组分的相对分子质量 VA , VB： A, B 组分的分子扩散体3 cm mol 积 第 5 页,共 6 页yi i 组分的摩尔分数 DAi A 组分对 i 组分的二元扩散系数 2 1 31,克努森扩散 Dk 4850do T / M cm s T 系统温度 M 扩散物系的相对分子量 d0 微孔孔径 d0 4 P 4 P SV PSg 式中： 综合扩散： P催化剂颗粒孔隙率 1SV 催化剂颗粒的比表面积 cm cm 2 3 D 1 1 ayA P催化剂颗粒密 g cm 3 Dk DAB 度 2 1Sg 单位催化剂的比表面积 cm g 在定态下进行等分子反向扩散时： D111Dk DAB 32,固定床反应器类型：（ 1）绝热式：单段绝热式固定床,多段绝热 式固定床（ 2）换热式：对外换热式固定床,自热式固定床 33,流态化的不正常现象： 沟流,节流 34,反应器内径： dt 4VG umVG：气流的体积流量