工業(yè)反應(yīng)過程分析導(dǎo)論-緒論

化學(xué)反應(yīng)工程華東理工大學(xué)化工學(xué)院化學(xué)工程聯(lián)合國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室許志美緒論化學(xué)反應(yīng)

化學(xué)轉(zhuǎn)化獲得能量化學(xué)脫除引言核心：化學(xué)反應(yīng)器—進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的場所

原料予處理

化學(xué)反應(yīng)

產(chǎn)物后處理工業(yè)反應(yīng)過程化工過程設(shè)計(jì)的洋蔥模型反應(yīng)器分離與再循環(huán)系統(tǒng)換熱網(wǎng)絡(luò)公用工程歷史沿革：1901年，英國的G.E.戴維斯出版了第一本化學(xué)工程專著“化學(xué)工程手冊”，首先提出了單元操作的概念，標(biāo)志了化學(xué)工程一級(jí)學(xué)科誕生。1920年，美國麻省理工學(xué)院化學(xué)工程系脫離化學(xué)系成為一個(gè)獨(dú)立的系，由W.K.Lewis任系主任，這是世界上第一個(gè)化工系。1920年夏天，麻省理工學(xué)院的W.K.Lewis,W.H.McAdams完成了“化工原理”講稿，并于1923年正式出版，這本著作首次提出了因次分析、相似論等概念，標(biāo)志著學(xué)科理論已達(dá)到一定的深度。1913年，哈伯－博施法高壓合成氨裝置成功建成。1920年，從煉廠氣中分離的丙烯合成出異丙醇。1923年，費(fèi)－托合成成功?！?957年第一屆歐洲化學(xué)反應(yīng)工程學(xué)術(shù)會(huì)議（阿姆斯特丹）化學(xué)反應(yīng)工程二級(jí)學(xué)科誕生；化學(xué)工藝的發(fā)展，特別是石油化工的發(fā)展和生產(chǎn)的大型化，對反應(yīng)過程的開發(fā)與反應(yīng)裝置的可靠性提出了更高要求，孕育了反應(yīng)工程的誕生。1961年O.Levenspiel出版第一本反應(yīng)工程教材。1.化學(xué)反應(yīng)工程研究對象與目的工業(yè)反應(yīng)過程的優(yōu)化對象—工業(yè)反應(yīng)過程、工業(yè)反應(yīng)器目的—優(yōu)化優(yōu)化—在一定范圍內(nèi)（約束條件）選擇一組合適的變量，使系統(tǒng)對評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（優(yōu)化指標(biāo)）達(dá)到最優(yōu)。設(shè)計(jì)型優(yōu)化類型操作型上下游約束技術(shù)約束約束條件予處理，后處理能力等安全、材料等決策變量操作方式—連續(xù)性、加料方式工藝條件—T、C、t、Sv、ug等結(jié)構(gòu)變量—結(jié)構(gòu)、型式、尺寸常用工業(yè)反應(yīng)器類型均相氣相—管式反應(yīng)器

液相—管式、釜式、塔式非均相

氣固相—固定床、流化床、移動(dòng)床氣液相—攪拌釜式、塔式氣液固—涓流床、淤漿床技術(shù)指標(biāo)選擇性—原料消耗，成本能耗—操作費(fèi)用反應(yīng)速率—反應(yīng)器大小轉(zhuǎn)化率x、選擇性、收率經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)化指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)2.化學(xué)反應(yīng)工程研究內(nèi)容與任務(wù)物理過程——工程因素宏觀動(dòng)力學(xué)因素工業(yè)化學(xué)過程化學(xué)過程——化學(xué)因素動(dòng)力學(xué)因素—溫度、濃度等操作條件對反應(yīng)過程的影響—著重研究反應(yīng)選擇性(本質(zhì)上是研究速率)—化學(xué)因素(反應(yīng)規(guī)律)工程因素流體流動(dòng)質(zhì)量傳遞對反應(yīng)過程的影響熱量傳遞

化學(xué)因素反應(yīng)類型——簡單、復(fù)雜反應(yīng)濃度效應(yīng)——反應(yīng)級(jí)數(shù)溫度效應(yīng)——反應(yīng)活化能包括工程因素反應(yīng)場所反應(yīng)結(jié)果C、T物理因素化學(xué)因素化學(xué)反應(yīng)工程的研究內(nèi)容：反應(yīng)→動(dòng)力學(xué)反應(yīng)+流體流動(dòng)→返混反應(yīng)+傳質(zhì)→效率反應(yīng)+傳熱→熱穩(wěn)定性、靈敏度物理化學(xué)與化工原理的

“結(jié)合”化學(xué)反應(yīng)工程的研究核心：工程因素→對反應(yīng)的影響（x、）如何改善或利用？

影響多大？

有無影響？

反應(yīng)與傳遞的相互作用

化學(xué)計(jì)量學(xué)化學(xué)熱力學(xué)化學(xué)動(dòng)力學(xué)返混微觀混合內(nèi)外擴(kuò)散傳熱…反應(yīng)體系的特性(1)化學(xué)計(jì)量學(xué)簡單反應(yīng)還是復(fù)雜反應(yīng)；主反應(yīng)和副反應(yīng)間的關(guān)系；每一反應(yīng)中各組分變化量之間的相互關(guān)系

(2)化學(xué)熱力學(xué)

反應(yīng)過程中的能量轉(zhuǎn)化；反應(yīng)體系的平衡性質(zhì)反應(yīng)工程研究方法

數(shù)學(xué)模型方法—立足于對過程的深刻理解 →分解簡化→定性定量描述；工作重點(diǎn)是充分剖析過程特征， 探索規(guī)律，建立模型，確定模型參數(shù)化學(xué)工程傳統(tǒng)方法：

相似方法與因次分析方法 缺陷：已經(jīng)證明不可能同時(shí)滿足物理相似和化學(xué)相似，經(jīng)驗(yàn)歸納