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1、五、 多釜串联理想混合反应器,1.代数法,（2-59）,当n=1时：,上一节课的内容,2.图解计算法,上一节课的内容,最大矩形法,上一节课的内容,最大矩形法,上一节课的内容,结论 P36,总反应体积最小的条件：,反应物沿流动方向，各釜的体积依次增大，即小釜在前，大釜在后。,n1时:,各釜反应体积依次减小。,0n1时:,n=1时:,各釜体积相等。,n=0时 :,串联釜式反应器的总反应体积与单一釜式反应器的反应体积相等，串联操作无必要。,单釜操作优于串联操作。,n0时:,上一节课的内容,多级反应器的串联,1,2,i,n,与单一平推流反应器相同,2、平推流反应器串联,v,上一节课的内容,6.1 单一
2、反应,1）反应器的选型,此时所需的反应容积：,（对于n0的不可逆等温反应均有此特征）,单釜全混流多釜串联全混流间歇反应器平推流反应器,6、反应器的型式和操作方法的评比与选择,上一节课的内容,平推流反应器,全混流反应器,多釜串联全混流,单釜全混流多釜串联全混流间歇反应器平推流反应器,上一节课的内容,容积效率 ：指同一反应，在相同的温度、产量和转化率条件下，平推流反应器与理想反应器所需的总体积比，即,容积效率不仅与反应器类型有关，还与反应级数有关 对于零级反应 对于一级反应 对于二级反应,3）从容积效率讨论反应器的选型,上一节课的内容,）对于单一反应组分的平行反应，如：,对比速率,与,之间可能有三
3、种变化形状：,a),随,的增大而单调地增大,反应器内的返混作用将是不利的,平推流反应器多釜串联单釜全混流反应器,6.21 平行反应,2-72,上一节课的内容,）两组分参加的平行反应,两产物速率之比为：,上一节课的内容,间歇操作,操作选择,上一节课的内容,连续流动操作,操作选择,上一节课的内容,一级不可逆串联反应 P17,18,相应的反应时间Topt为：,平推流、间歇釜式反应器,上一节课的内容,6.22 连串反应,全混流时，产物最大浓度和相应于最大浓度下的空时,对于一级不可逆串联反应，平推流反应器对产物P来说总是优于全混流反应器。 原因？,上一节课的内容,(2) B慢慢地加入A中,(1) A慢慢
4、地加入B中,(3) A与B迅速混合,6.23 连串平行反应,上一节课的内容,结论,a、对于单一反应，除零级反应，为达到相同转化率下的生 产能力，平推反应器所需的反应器体积比理想混合反应 器小。n0b、复杂反应中，对于平行反应，主要控制反应器内物料的 浓度，高浓度有利于反应级数高的反应；连串反应，应 控制反应器内物料的平均停留时间；连串-平行反应可采 用不同的加料方式来控制产物的分布。c、温度对复杂反应的产物分布也有重大影响。平行反应， 升温有利于活化能高的反应；对于连串反应，若生产目 的产物反应的活化能高于其他副反应，宜采用高温，反 之亦然。,上一节课的内容,第四节 理想混合反应器的热稳定性,
5、热稳定性概念 * 热平衡与热稳定：对连续流动反应器，若物料流量、组成和温度；冷却（或加热）介质的温度等参数不变，则反应器的操作状态不变，处于定态，反应器达到热平衡。 当出现某种干扰时，反应会偏离原有定态。干扰 消除后，会出现两种情况：一种是有自衡能力，能 自行恢复到原有状态，则具有稳定性；一种是无 自衡能力，不能自行恢复到原有状态，使反应器不 能正常运转，温度失控，甚至发生冲料，爆炸等危险，谓之不稳定性。,1、热稳定性原理,v0CpT0,vCpT,VkCA（-H）,KA(T-Tm),反应放热速率,Qr与反应温度呈非线性关系Qc与反应温度呈线性关系,反应除热速率,Qr, Qc,Qr,T,Qc,Q
6、c,Qc,d,e,a,b,c,在哪点操作？,反应器具有稳定性必需满足两个条件：,稳态条件：,稳定条件：,2、影响热稳定性的因素,1、改变v0和A,Qr, Qc,Qr,T,Qc,Qc,d,e,a,b,c,？,Qc,Qr,T,Qr,Qc,2、改变T0、Tw,T0” T0 T0,起燃点,熄火点,3、T与Tw间的最大温差,热稳定又一条件：活化能越大，容许的冷却推动力越小。,习题2: 在反应体积为1 m3的釜式反应器中，环氧丙烷的甲醇溶液与水反应生产1,2-丙二醇：该反应对环氧丙烷为一级，反应温度下反应速率常数等于0.98h-1，原料液中环氧丙烷的浓度为2.1kmol/m3,环氧丙烷的最终转化率为90%。（1）若采用间歇操作，辅助时间为0.65h,则1,2-丙二醇的日产量是多少？（2）有人建议改在定态下连续操作，其余条件不变，则1,2 -丙二醇的日产量又是多少？,解： （1） 一级不可逆反应：丙二醇的浓度= 丙二醇的产量=,(2-8式),丙二醇的产量=,(2) 采用定态下连续操作,
