20160616化学反应工程知识点

PAGEPAGE12化学反应工程知识点—郭锴主编1（器）和塔式反应器。5反应器按传热条件分类，分为等温反应器、绝热反应器和非等温非绝热反应器。第一章均相单一反应动力学和理想反应器1、目前普遍使用关键组分A的转化率来描述一个化学反应进行的程度，其定义为：

转化了组分量n nx A

A0 AnA02、化学反应速率定义（严格定义）为单位反应体系内反应程度随时间的变化率。其数学表达式为r1d。Vdt3、对于反应A2B4D，反应物A 的消耗速率表达式为1dnr A V dt

；反应产物CrC

1dn CV dt阿累尼乌斯关系式为kC度变化的敏感程度。

k eRTCE0E6、半衰期：是指转化率从0变为50%所需时间为该反应的半衰期。7、反应器的开发大致有下述三个任务：①根据化学反应动力学特性操作方式和优化操条件；③根据给定的产量对反应装置进行设计计算，确定反应器的几何尺寸并进行评价。留时间不同的物料之间的均匀化过程，称之为返混。反应器（又称平推流反应器或活塞流反应器、全混流反应器（又称为连续操作的充分搅拌槽式反应器。反应器设计计算所涉及的基础方程式就是动力学方程式、物料衡积元。11、停留时间又称接触时间，用于连续流动反应器，指流体微元从反空间时间是指反应器有效容积与流体特征体积流率之比值。理想置换反应器（平推流反应器）是指通过反应器的物料沿同一为活塞流或平推流反应器。数，膨胀率和膨胀因子。15、膨胀因子的物理意义为：关键组分A消耗1mol时，引起反应物

a

，总的物质的量跟膨胀因子关系为nnt t

n A0 A

A (a)A第二章复合反应与反应器的选型1全混流反应器的返混达到极大的程度。2、反应器的选型，其实就是根据不同的反应的特性，选择合适这种反应类型的操作方式。3、对某个具体反应，选择反应器、操作条件和操作方式主要考虑化的经济性。4、过程的经济性主要受两个因素影响，一是反应器的大小，二是产物分布。5、确定反应器型式不但要考虑反应的级数，而且要考虑过程进行的程度，即转化率的高低；级数越高，要求的转化率也高，这时应采用平推流反应器；如果反应器只能采用釜式结构，则采用多釜串联，使之尽可能接近平推流。6、平推流反应器并联各支路的空间时间相同时最终转化率最高或者达到一定转化率所需的反应器体积最小。7、Ｎ个平推流反应器串联操作，其总体积Ｖ

与一个具体体积为ＶＲ 的单个平推流反应器所能获得的转化率相同。8、多釜串联的反应器，由于釜间无返混，使返混程度减少，当N时，多釜串联全混反应器组的操作就相当于平推流反应器。9、可逆反应速率总是随着转化率升高而降低。可逆吸热反应速率总率最大。10、反应物能同时进行两个或两个以上的反应，称为平行反应。连串反应是指反应产物能进一步反应成其他副产物的过程。第三章非理想流动反应器1（1）反应器、充分返混型反应器和部分返混型反应器。2、停留时间分布函数F（x：是指当物料以稳定的流量流入反应器t物的分率。3、示踪法中入口物料输入示踪剂称为激励，在出口处获得的示踪剂随时间变化的输出讯号称为响应。第四章气固相催化反应本征动力学1、催化反应过程的特征变化。态。同样的倍数加快逆反应速率。催化剂对反应过程有良好选择性。2、固体催化剂包括催化活性物质、载体、助催化剂和抑制剂。一个3、助催化剂的类型可分为结构型催化剂和调变型催化剂。4（1）使催化剂保持一定的晶型、晶粒大小、孔隙结构和比表面积；提高催化剂的机械强度。5、催化剂的性能主要包括活性、选择性和寿命。对催化剂性能影响最大的物理性质主要是比表面积、孔体积和孔体积分布。6、比表面积：单位质量催化剂具有的表面积称为比表面积7、活性中心：是指化学吸附只能发生于固体表面那些能于气相分子起反应的原子上，通常把该类原子称为活性中心。8、组分A的吸附率是指固体表面被A组分覆盖的活性中心数与总活性中心数之比。9附活化能随覆盖率的增加而减小。、本征反应速率方程的推导方法①假定反应机理，即确定反应所经历的步骤；②确定速率控制步骤，IV④利用所列平衡式与 1，将速率方程中各种表面浓度变换为IV气相组分分压的函数，即得所求的反应速率方程。12宏观反应速率与其影响因素之间的关系称为宏观动力学。13、对于流体与催化剂外表面间的连续稳定传质过程，反应组分A在单位时间内由气相主体扩散到颗粒外表面上的量应该等于A组分在催化剂中反应掉的量。14物理中毒和化学中毒。15、工业上处理失活问题的方法（）改进催化剂）活性”或安全系数设计反应器3）严格控制操作条件（4）优化操作，以弥补失活造成的生产能力下降。5章气固相催化反应宏观动力学1（容积扩散和综合扩散。2、对于一个连续稳定的外扩散过程，反应组分AA的量。3、坦克莱数的物理意义为化学反应速率与外扩散速率之比。4、西勒模数实质上是以颗粒催化剂体积为基准，最大反应速率与最响程度的参数。5、西勒模数值越小，说明扩散速率相对与反应速率越大，宏观反应速率受扩散的影响越小，过程属反应动力学控制。6、催化剂失活原因包括结构变化、物理中毒和化学中毒。7、处理催化剂失活的方法：改进催化剂；采用合理的安全系数设计反应器、严格控制操作条件；优化操作条件。8、有效因子物理意义催化剂内实际反应速率催化剂内无浓度差时的反应速率6章气固相催化反应固定床反应器1、体积当量直径dv粒的体积当量直径。2、比表面当量直径：与颗粒具有相同比表面积的球体的直径称为比表面积当量直径。3、对于热效应大的反应过程，传热和控温是固定床技术的难点和关键所在。4、固定床反应器的特点：催化剂不易磨损而且可长期使用；床层内流体接近平推流，生产能力较强；化率和高的选择性；伴有热效应，反应速率对温度的敏感性强；更换催化剂时必须停止生产。5、流化床反应器的特点是：点操作；传热强度高，适于强吸热或放热反应过程；(3)颗粒比较细小，有效系数高，可减少催化剂用量；压降恒定，不易受异物堵塞；返混较严重，不适于高转化率过程；为避免沟流、偏流等，对设备精度要求较高。7、根据气体冷却或加热方式不同，多段绝热式反应器可分为中间间接换热式和冷激式等类型。8、多段绝热式反应器是筒体内放置几次搁板，搁板上放置催化剂，层与层之间设置气体的冷却（或加热）装置。9、在设计固定床反应器时应做到尽可能大的生产强度，即单位床层的生产能力大；气体通过床层的阻力小，结构简单，操作稳定性好，运行可靠，维修方便。第7章 气固相催化反应流化床反应器1、当流体自下而上通过堆积有固体颗粒的床层时，床层内颗粒必将受到流体对颗粒的浮力、流动的流体对颗粒产生的曳力以及颗粒自身重力的影响。当颗粒受到的升力（浮力和曳力之和）小于颗粒自身重量时，颗粒在床层内静止不动，流体有颗粒之间的空隙通过，此时床层称为固定床。2、随着流体流量的增加，颗粒受到的曳力也随着增加。若颗粒受到整个床层称为流化床。3、当流速进一步增大，颗粒受到的升力大于自身重量时，颗粒将随流体一起运动而被带出床层。这种状态称为移动床。4、随着流体流量的加大，床层内的空隙率增大，颗粒之间间距加大，而颗粒在床层中分布均匀，流体基本上以平推流形式通过床层，这种流化形式称为散式流态化。5、当流体通过固体床层的空塔速度值高于初始流化速度但低于逸出浓相段6、在浓相段上升的气泡在界面上破裂，气泡内颗粒以及受气泡夹带分7流态化的不正常现象：沟流和节流(沸腾)8、简述流化床反应器的特点直径，传质效果好，对反应也有利；虑。宏观动力学方程和本征动力学方程相同。动接近全混流。被气流带出损失较大，对使用昂贵催化剂的过程是不利的。9、节涌（腾涌。10、逸出速度：当气体在反应器内实际气速与空塔速度相同，床内已无固体颗粒时，此时的速度称逸出速度。11、流化床的热量传递过程大体可分为：固体颗粒之间的热量传递、气体与固体之间的热量传递；床层与床壁（包括换热器）之间的热量传递。流化床内的热传递问题实际上是床层与器壁（及换热器壁）之间的热交换速率问题。8章气液相反应过程与反应器1、气液相反应过程是指气相中的组分必须进入到液相中才能进行反应的过程。2、气液相反应的步骤：气相中反应组分由气相主体透过气膜扩散到气液界面该组分进入液相后通过液膜扩散到液相主体进入液相的该组分与液相中反应组分进行反应生成产物产物由液相主体透过液膜扩散到气液界面产物从气液界面透过气膜扩散到气相主体3、对于气液相反