化学反应工程期末任课老师总结重点知识点

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：⑴管式反应器，一般长径比大于30⑵槽式反应器，一般高径比为1—3⑶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：4、化学反应动力学方程：阿累尼乌斯关系：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。如果反应级数与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。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：①由于剧烈搅拌、混合，反应器内有效空间中各位置的物料温度、浓度都相同；②由于一次加料，一次出料，反应过程中没有加料、出料，所有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；③出料组成与反应器内物料的最终组成相同；④为间歇操作，有辅助生产时间。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、间歇反应器设计步骤：①由式计算反应时间tr；②计算一批料所需时间tt；tt=tr+t’③单位时间处理物料的体积V0；④计算反应器有效容积V’R；⑤计算反应器总体积VR11、理想置换反应器特性:⑴由于流体沿同一方向，以相同速度向前推进，在反应器内没有物料的返混，所有物料在反应器中的停留时间都是相同的；⑵在垂直于流动方向上的同一截面，不同径向位置的流体特性（组成、温度等）是一致的；⑶在定常态下操作，反应器内状态只随轴向位置改变，不随时间改变。实际生产中对于管径较小、长度较长、流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：13、膨胀因子影响：δA0是摩尔数增加的反应，反应体积增加。δA0是摩尔数减少的反应，反应体积减小。δA=0是摩尔数不变的反应，反应体积不变。14、膨胀率：A组分的膨胀率等于物系中A组分完全转化所引起的体积变化除以物系的初始体积。13smmoldd1tVr13BAcAsmmolnmcckrRTEkkec0c222ABCACDBDE222123422125622212342345656222222AABCACDBABCBDECABCACDDACDBDEEBDErkcckckcckcrkcckckcckcrkcckckcckcrkcckckcckcrkcckcA0AAA0rdxrxct0A0A0cFVttVV0RRRVV0SRBAISRBAIAIA001AAAAxxxVVV15、膨胀因子与膨胀率的关系16、计算εA：例：(1)A2PεA=(2-1)/1=1(2)若开始时有50%惰性气体时：反应开始时：A1mol，惰性气体1mol，共2mol；反应结束后：P2mol，惰性气体1mol，共3molεA=（3-2）/2=0.517、全混流反应器特性：⑴物料在反应器内充分返混；⑵反应器内各处物料参数均一；⑶反应器的出口组成与器内物料组成相同；⑷连续、稳定流动，是一定态过程。18、自催化反应：特点:反应产物能对该反应过程起催化作用；通常k2值远大于k1；反应速率随反应物A的浓度的增大，先增大，后减小。19、自催化反应最适合用全混流串接平推流反应器20、温度对选择性的影响(浓度不变时)①当ElE2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；②当E1E2时，E1-E20，随着温度的上升，选择性SP下降，可见降低温度有利于提高瞬时选择性。总之，升高温度对活化能大的反应有利，若主反应活化能大，则应升高温度，若主反应活化能低，则应降低温度。21、浓度对选择性的影响(温度不变时)当主反应级数大于副反应级数，即a1a2，blb2时，升高浓度，使选择性增加，若要维持较高的cA、cB，则应选择平推流反应器、间歇反应器或多釜串联反应器22、23、示踪讯号的输入方法有：⑴阶跃输入法⑵脉冲输入法24、催化剂的作用：⑴催化剂的加入可以改变反应速率。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。⑵对于可逆反应催化剂的加入，不能改变反应的平衡。⑶对于同一可逆反应，催化剂可以同样的比例同时改变正逆反应的速率。⑷催化剂对反应过程有良好的选择性。35、反应器的热稳定性：是指当反应过程的放热或除热速率发生变化时，过程的温度等因素将产生一系列的波动，当外扰消除后，过程能回复到原来的操作状态，则反应器具有热稳定性，或具有自衡能力，否则为热不稳定，或无自衡能力。反应级数大小浓度要求适宜反应器加料方式α1α2;β1β2cA，cB均大间歇反应器平推流反应器瞬间加入所有的A和BA，B同时连续进料α1α2;β1β2cA小，cB大间歇反应器平推流反应器B全部加入，滴加AB连续加入，A分段加入α1α2;β1β2cA大，cB小间歇反应器平推流反应器A全部加入，滴加BA连续加入，B分段加入α1α2;β1β2cA，cB均小间歇反应器全混流反应器A，B同时滴加A，B同时连续进料AA0Ay