“化学反应工程”复习总结
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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。 循环反应器的特征与计算方法。 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。
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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，Φ和内部效率因子的定义及相互关系。 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。 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。
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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
反应器型式 操作方式 操作条件 工程因素 T C 反应结果r，? 工程问题 动力学问题
二、化学反应动力学
1. 反应类型：简单反应、自催化、可逆、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
反应速率＝反应量
(反应时间)(反应区)3. 工业反应动力学规律可表示为：
ri?fC(Ci)?fT(T)
a) 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。 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：
lnk2E11?(?) k1RT1T2
E——cal/mol，j/mol T——K
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R = 1.987cal/mol.K = 8.314 j/mol.K
三、PFR与CSTR基本方程
cAfdcxAfdxVRAA????cA0?1. 理想间歇：t?
cA0(?r)xA0(?r)v0AAcAfdcxAfdxVRAA????cA0?2. 理想PFR： ?p?
cxA0(?r)A0(?r)v0AA3. CSTR： 4. 图解法
VRcA0?cAcA0xA?p?v?(?rA)?(?rA)
τ/cA0 τ
0 xAf xA
四、简单反应的计算
n=1,0,2级反应特征
cA?cA0(1?xA)
浓度、转化率、反应时间关系式 PFR→CSTR，CSTR←PFR
PFR（间歇）
CSTR
基本关系式
?
n=0
cAfdcVRA????cA0(?rA) pv0?m?VRcA0?cA? v(?rA)cA0xA?k?p
cA0xA?k?p
n=1
1k?p?ln1?xA
?m?cA0?cA kcA
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