反应器型式和操作方式的评选课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,反应器型式和操作方式的评选,反应器型式和操作方式的评选反应器型式和操作方式的评选,对简单的单一反应，不存在副反应，故不存在产品分布的问题，所以在对反应器进行选型时，只需要考虑,如何有利于反应速率的提高,；,对于复杂反应，由于在反应器内同时进行几个反应，影响过程经济性的往往是产物的收率，它直接影响到生产的操作费用和生产的成本，因此反应器的型式与操作方式的优化选择以,产物的收率为主要目标,。,1、单一反应的评选,分三种情况评论：,（1） 与,x,A,呈单调上升（一切,n0,的不可逆等温反应）：,（2） 与,x,A,呈单调下降（一切,n0,的不可逆等温反应）：,（3） 与,x,A,的曲线上存在极小值（自催化反应或绝热操作的放热反应具有为一特性）,设,x,AM,为对应 最小的转化率，则,x,A,a,2,、b,1,b,2,，则S,P,随C,A,、C,B,单调上升，应选取无返混的反应器，选PFR为最优；,当a,1,a,2,、b,1,a,2,、b,1,a,2,、b,1,b,2,a,1,a,2,、b,1,b,2,a,1,a,2,、b,1,b,2,应使C,A,、C,B,都高,应使C,A,高、C,B,低,应使C,A,、C,B,都低,A,B,A,B,C,A0,C,B0,C,A,C,B,A,B,A B B B,C,A0,C,B0,C,A,C,B,A B,C,A0,C,B0,C,A,C,B,例题17,一级不可逆串联反应：C,6,H,5,Cl为目的产物，反应恒温恒容，反应式如下：,已知：k,1,=1.0h,-1, k,2,=0.5h,-1, V/v=1h, C,A0,=1mol/L, C,p0,=C,S0,=0,反应速率式为：,求：（1）PFR；（2）CSTR；（3）等体积CSTR串联时；产物P的选择性S,P,=？,解：（1）PFR：,（2）CSTR,又：,代入数据得：,C,A,=0.5mol/L, C,p,=0.333mol/L,C,S,=C,A0,-C,A,-C,p,=0.167mol/L,S,p,=C,P,/C,S,=0.333/0.167=2.00,（3）等体积的CSTR串联,=,1,+,2,=1hr,1,=,2,=0.5h,对于第二个反应器有：,代入数据：,C,A2,=0.444mol/L, C,P2,=0.391mol/L,C,S2,=1-(0.444+0.391)=0.165mol/L,故：S,P,=C,P2,/C,S2,=2.37,例题18,k,1,=1.0, k,2,/k,1,=1.5, C,A0,=5mol/L, C,P0,=C,S0,=0, v,0,=5m,3,/h, x,A,=0.90（或C,A,=0.5mol/L）,其速率方程式：-r,A,=(k,1,+k,2,C,A,)C,A, r,P,=k,1,C,A, r,S,=k,2,C,A,2,求：（1）单一CSTR等温下反应后的C,P,和V,R,；,（2）PFR的C,P,和V,R,；,（3）两个CSTR串联后的C,P,和V,R,；,（条件：C,P,最大时每个反应器的体积）,A,P,S,k1,k2,已知：,解：,（1） 单个CSTR：,代入数据得V,R,=25.7m,3,(2) 单个PFR,(3) 两个CSTR串联,为使C,P,最大，令 得，C,A1,=1.905mol/L,所以, C,pmax,=1.605mol/L。,代入数据得：V,R,=10.13m,3,其中：V,R1,=2.107m,3,，V,R2,=8.023m,3,例题19,有一分解反应：,已知：,k,1,=2min,-1, k,2,=1mol.L,-1,.min,-1, k,3,=1L.mol,-1,min,-1, C,A0,=2mol.L,-1,P为目的产物，R，S为付产物。,求：（I）CSTR； （II）PFR；（III）你所设想的最合适的反应器或流程中所能获得的最高的C,P,=？,A,P,S,R,k,1,k,2,k,3,r,P,=k,1,C,A,r,R,=k,2,r,S,=k,3,C,A,2,解：根据收率的定义，,（I） CSTR所能获得的最大C,P,：,（II） PFR,很明显，只有当A完全反应掉，曲线下的面积是最大，,所以：,积分代入数据得：C,P，max,=0.867mol/L。,总收率：,（III） 当C,Af,=1时，P的瞬间收率 最大，,故设想一流程，将未反应掉的A从产物中分离出来，循环并使C,A0,保持为2mol/L的浓度。选择一个CSTR，使其在C,A,=1mol/L的浓度下操作，这样转化1mol-A，生产0.5mol-P其总收率是 最大的。,C,P,的浓度：,人有了知识，就会具备各种分析能力，,明辨是非的能力。,所以我们要勤恳读书，广泛阅读，,古人说“书中自有黄金屋。,”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，,培养逻辑思维能力；,通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，,培养文学情趣；,通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。,有许多书籍还能培养我们的道德情操，,给我们巨大的精神力量，,鼓舞我们前进,。,