1、1化学反应工程复习总结一、知识点1.化学反应工程的研究对象与目的，研究内容。化学反应工程的优化的技术指标。2.化学反应动力学转化率、收率与选择性的概念。反应速率的温度效应和活化能的意义。反应速率的浓度效应和级数的意义。3.理想反应器与典型反应特征理想反应器的含义。等温间歇反应器的基本方程。简单不可逆反应和自催化反应的特征和计算方法。可逆反应、平行反应和串联反应的动力学特征和计算方法。4.理想管式反应器管式平推流反应器的基本方程典型反应的计算。停留时间、空时和空速的概念。膨胀因子和膨胀率的概念。5.连续流动釜式反应器全混流模型的意义。全混流反应器的基本方程全混流反应器的计算。2循环反应器的特征与
2、计算方法。返混的概念、起因、返混造成的后果。返混对各种典型反应的利弊及限制返混的措施。6.停留时间分布与非理想流动停留时间分布的意义，停留时间分布的测定方法。活塞流和全混流停留时间分布表达式，固相反应的计算方法。多釜串联模型的基本思想，模型参数微观混合对反应结果的影响。7.反应器选型与操作方式简单反应、自催化和可逆反应的浓度效应特征与优化。平行反应、串联反应的浓度效应特征与优化。反应器的操作方式、加料方式。 8气固催化反应中的传递现象催化剂外部传递过程分析，极限反应速率与极限传递速率。Da和外部效率因子的定义及相互关系。流速对外部传递过程的影响。催化剂内部传递过程分析，和内部效率因子的定义及相
3、互关系。扩散对表观反应级数及表观活化能的影响。一级反应内外效率因子的计算。内外传递阻力的消除方法。9.热量传递与反应器热稳定性定态、热稳定性、临界着火温度、临界熄火温度的概念。3催化剂颗粒热稳定性条件和多态特性。全混流反应器、管式固定床反应器热稳定条件。最大允许温差。绝热式反应器中可逆放热反应的最优温度分布。4二、具体内容解析一、 绪论1 研究对象是工业反应过程或工业反应器研究目的是实现工业反应过程的优化2 决策变量：反应器结构、操作方式、工艺条件3 优化指标技术指标：反应速率、选择性、能耗掌握转化率、收率与选择性的概念4 工程思维方法二、化学反应动力学1. 反应类型：简单反应、自催化、可逆、
4、平行、串联反应基本特征、分析判断2. 化学反应速率的工程表示 )(区区3. 工业反应动力学规律可表示为： )(TfCfriia) 浓度效应n 工程意义是：反应速率对浓度变化的敏感程度。b) 温度效应E 工程意义是：反应速率对温度变化的敏感程度。反应器型式操作方式操作条件工程因素TC反应结果 r，工程问题 动力学问题5已知两个温度下的反应速率常数 k，可以按下式计算活化能 E：2112ln()kERTEcal/mol，j/mol TKR = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K三、PFR 与 CSTR 基本方程1. 理想间歇： AfAfxcR rdcrdvVt 00 )(
5、)(02. 理想PFR： AfAfxcRp 00 )()(03. CSTR： )()(0AARp rrvV4. 图解法四、简单反应的计算n=1,0,2 级反应特征 0(1)AAcx浓度、转化率、反应时间关系式PFRCSTR，CSTRPFR基本关系式 PFR（间歇） CSTR0 xAf xA/c A0 600()AfcRpVdvr 0()ARmcVvrn=0 0Apcxk0Apcxkn=11lnpAx0Amkcn=2 0pAkc02Amkc7五、可逆反应 A P )()( 02121 AAPAA CkCkr )(e021AAxkAeAexCkK1021温度效应：浓度效应：0)(Ar )1(ln0
6、2AeqxkRET)(dTrA )x(kElAopt 102PFR积分式CSTR：由基本方程导出六、平行反应k1k2k1 P（主反应）AeAexCtklnln)(021123TxAT8A， 21nAnSPCkrAfAfpdCf00 0()ACpPpfAAdr d温度效应：温度升高有利于活化能大的反应浓度效应：浓度升高有利于级数大的反应计算：由基本方程PFR、CSTR推出反应器选型与组合优化：k2 S（副反应）9C A曲线对应面积=C PX A曲线对应面积=C P/CA0最优加料方式：p163-164平行反应P 11mBnApCkrA+BS 22mBnAskr七、串联反应A P SACkr1)(PP2PSCkr2温度效应：温度升高有利于活化能大的反应（同平行反应）浓度效应：凡是使 增大的因素对串连反应选择率总是AP/不利的。k1 k210串联反应的计算PFR CSTR物料衡算 tkAeC10)e(tktP2112区SPA0串联反应的最优反应时间、转化率与最大收率PFR CSTR 12lnkopt 21koptoptkoptex1 optoptx112)(0max,axkApc2120ax,max )(kAp八、自催化反应AP PPACkr)(200PTopt 00TAPA
