化学反应工程陈甘棠第二章第三节

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1、三、复合反应复合反应：在同一反应物系中同时进行若干个化学反应化学反应的数目与独立的计量方程数相同。1、几个术语1）收率φp：生成的目的产物p的摩尔数与反应掉的着眼组分A的摩尔数之比。7/20/2021恒容反应的瞬时收率为:2）得率XP:生成的目的产物P的摩尔数与着眼组分A的起始摩尔数之比得率、收率、转化率之间的关系为：当xA=1时，7/20/20213）选择性SP：生成目的产物P的摩尔数与生成某副产物S的摩尔数之比2、平行反应从相同的反应物按各自的计量关系同时发生的几个反应称为平行反应。7/20/2

2、021恒容、间歇反应器内进行的平行反应设：速率方程分别为：7/20/2021反应物A总的反应速率-rA为：瞬时收率为：7/20/2021分析：1)α=β时，则即仅与T有关，在等温反应时，讨论：T水平的高低对和有何影响？7/20/2021代入上式7/20/20212)α≠β时，7/20/2021积分7/20/20213、串联反应不可逆串联反应：特点：①无论目的产物是P还是S,提高A的转化率总是有利的。②目的产物若为S,可加速两个反应，目的产物若为P,应尽量加大前一反应，而减弱后一反应，则P出现极大值。

3、7/20/2021以一级反应为例，各组分的速率方程为：（1）（2）（3）（1）式积分得：（4）将（4）式代入（2）式，积分得：7/20/2021根据物料衡算有：设cp0=cs0=07/20/2021当Cp取得最大时，反应时间t*则7/20/2021CA0CAtoptCp,maxCPCSt07/20/2021解得：km——对数平均速率常数当k1=k2时，得7/20/2021用转化率来表示瞬时收率7/20/2021令k2/k1=B，则采用常数变易法求解：7/20/2021由dCp/dxA=0,得7/20

4、/2021可见，P的最大得率随比值k2/k1的下降而增大，且相应于此最大得率的转化率xA亦增大，因此，对于这类不可逆一级串联反应，为了提高中间产物P的得率，应尽可能降低k2/k1的值。7/20/20214、反应网络反应网络：由平行反应和串联反应组合在一起的更为复杂的复合反应称为反应网络例：ABCDk1k2k3k4k5设各个反应均为一级不可逆反应，以各组分表示的反应速率分别为：7/20/2021组分D可由总物料衡算求得，通常可简化处理。7/20/2021例如：最简单的催化裂化反应模型为：重质油汽油焦炭

5、+轻质气体集总法:将性质近似的反应组分进行合并，把它当作一个反应组分看待，然后研究这些合并后的虚拟组分间的动力学关系，这种处理方法称为集总法。7/20/2021