温度对反应的影响

4温度对反应的影响3.1不可逆反应、可逆吸热反应温度升高，反应速率增加；最高允许操作温度下操作，取决于催化剂、设备材质性能等因素多相反应中，非等温操作很普遍：（1）床层温度变化；（2）颗粒内不同部位，温度有差异。r=(k1+k2)CA0(XAe-XA)(2)可逆吸热反应A↔P(1)不可逆反应A→P温度升高，反应速率增加3.2可逆放热反应xA一定时，正、逆反应速率常数均随温度的升高而增加，但温度升高，XAe降低。A↔P存在最大净反应速率，对应的温度为最优反应温度。如何求取？r=(k1+k2)CA0(XAe-XA)rA=k1cA-k2cP令cP,0=0,cP=cA,0xA,k1=A1e-E1/RT,k2=A2e-E2/RTrA=A1e-E1/RTcA-A2e-E2/RTcA,0xA=A1e-E1/RTcA,0(1-xA)-A2e-E2/RTcA,0xA在cA,0和xA一定时，求最大反应速率时的最优反应温度，令上式对温度的导数为03.2.1最优反应温度A↔PTrAxA=0.96xA=0.70xA=0.80xA=0.90xA=0.94最优反应温度：3.2.2平衡温度cA,0和xA一定时，正逆反应速率相等时的反应温度将xA代入上式，得到不同xA时的Tm。xA增大，xA/(1-xA)增大，Tm减小。212211ln1mAAEETEAxREAxA1e-E1/RTcA=A2e-E2/RTcA,0xA两者在分母上仅差Rln(E2/E1)。对于可逆放热反应，E2E1，ln(E2/E1)0，TmTe212211ln1mAAEETEAxREAx2121ln1eAAEETAxRAx212211lnln1AAEEEAxRREAx例如，对于可逆放热反应，原料经加热，进入绝热床层，绝热温升，层间采用换热器间接冷却，可使床层内的反应在最优反应温度附近进行123456加热冷却冷却反应反应xAT123456TmTe