化学反应工程省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第二篇化学反应工程二、本征动力学和宏观动力学反应器尺寸改变----------放大过程三、化学反应工程学发展五十年代初：对流体流动与混合，流体元在反应器内停留时间分布函数和宏观动力学研究结果。奠定了反应工程学基础。尤其是生物化学反应工程发展，标志着化学反应工程学发展新阶段。（第4版，加了一章生物工程）四、化学反应工程学研究方法2、基本研究方法：模型方法五、化学反应工程学教材体系第七章、化学反应动力学基础可逆反应：指正方向和逆方向同时以显著速率进行化学反应。※第八章经典反应器二、按反应器几何构型分类：此种分类实质：在于突出流体流动特征对反应器性能影响。气体五、按反应器内物流流动情况分：3.，里外均一②.在间歇式操作中--------间歇搅拌釜式反应器（BatchStirredTankReacter—BSTR）。BSTR其中因为搅拌充分，处处均匀，不随位置而变。（等温、等浓；无传递影响）。§8-2间歇搅拌釜式反应器(BatchStirredTankReacter—BSTR)五个特点：二、反应器工艺尺寸设计VT.VR一定，但实际生产中仍有问题需要处理：三、反应时间确定（t)即单位时间内反应消耗A物料量=-单位时间内物料A积累量若为定容（恒容过程）、即VR为常数，则：上述表示式可用图解表示对应关系：0当.rA详细表示式为已知时候，如一级、二级简单反应，即可用解析法直接计算出反应时间。※即1Kg物料，同一吨物料，若到达一样转化率xA，所需时间是一样。（条件是理想搅拌）即：可用放大反应器，来增加产量。四、一级、二级反应例一：（P25例8-2）解：v:平均时间内处理平均体积己二酸相对分子量为146※练习：再分析：例二：结论：②.当残余浓度很低时例三、二级：结论：§8-3BSTR中搅拌（选讲）一、混合机理：2、主体对流扩散：旋涡尺寸越小，强度越大，数量越多，则所形成湍动程度越高，其破碎作用越大，生产液滴越小。对于互溶液体，搅拌越强烈，液滴尺寸越小。但最后只能依靠分子扩散才能到达分子尺度上均匀。惯用旋桨式和涡轮式③参数：②特征：2、高粘度液体搅拌器.③参数：2、搅拌功率：对于惯用旋桨式和涡轮式搅拌器，在带垂直挡板搅拌槽中和惯用搅拌条件，K值可从上图8-6查得。计算得到P是正常运转时搅拌所需.例1：§8-4管式反应器二、反应器容积计算：积分：空间时间定义：是反应器有效容积与进口处体积流量之比。另一表示式，以CA为变量：结论：复杂反应，不好解析法计算，用图解积分法（数值积分法）.原理同BSTR相同。（3）BSTRt和PFRt0计算式相同，但VR不一样。例1：（P34.例8-5）求v=?(2)PFR:§8-5全混流反应器一、结构、特点：二、CSTR计算分析：3）图解：定性结论：三、简单级数反应CSTR计算对比：例：（P36例8-6）.§8-6返混及其对化学反应影响1）沿管长而改变※返混：指不一样停留时间物料混合，又称逆向混合。§8-7多釜串联反应器(多段）对其中任意一个釜进行物料衡算，并整理得：如为一级反应：转化率式为：例1（P39例8-7）（重点在结果）求VR？〈一个釜时所需7.234m3结论：例二（学习指导183页11题）：在四个串联反应釜中进行醋酐水解反应，反应系一级反应，各釜温度以下表：（2）在相同温度条件下，各釜k值相同，即k=0.080min-3§8-8反应器类型比较和选择几项标准：（6）如反应产物会深入分解，则用PFR或BSTR较合理。因停留时间较为一致，有利于控制反应时间，防止产物深入分解。第九章多相反应过程多相反应据相不一样分为以下5种：§9-1工业催化介绍二、工业对催化剂要求：ε=颗粒间空隙体积/床层体积.（ε大，阻力小）§9-2气固相催化反应器分类：标准是是否把床层热量传出或输入分为2.非绝热反应器：二、流化床反应器.缺点：§9-3气固相催化反应步骤归三类：最慢一步为控制步骤：二、控制过程：3、化学动力学控制：第十章停留时间分布二非理想流动起因三、停留时间和停留时间分布(ResidenceTimeDistribntion－RTD)普通采取寿命分布。比如：可计算停留时间t1→t2物料在总料中所占分率：则停留时间为90～100s四、RTD应用：学习指导自测题，计算部分1，试证实在BSTR中一级反应转化率达99.9%时所需反应时间是转化率为50%时所需时间10倍。3,试验室用一个烧瓶进行一级反应，反应两小时后，转化率达99.9%。若把此反应移到一个全混流反应器中，物料在釜内空间时间仍为两小时，其它条件不变，计算物料在此反应器内最终转化率。关于多釜串联综合题，见学习指导180页例5--12有一醋酸酐水溶液，在298K下进行水解，其速率方程为rA=0.158cA,醋酸酐初始浓度CA0为0.15molL-1,进料体积流量为0.5L-1min