化學反應工程陳甘棠第二章第三節(jié)課件

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三、復合反應

復合反應：在同一反應物系中同時進行若干個化學反應化學反應的數(shù)目與獨立的計量方程數(shù)相同。

1、幾個術語

1）收率φp：

生成的目的產(chǎn)物p的摩爾數(shù)與反應掉的著眼組分A的摩爾數(shù)之比。

2/6/2023恒容反應的瞬時收率為:

2）得率XP

:生成的目的產(chǎn)物P的摩爾數(shù)與著眼組分A的起始摩爾數(shù)之比得率、收率、轉(zhuǎn)化率之間的關系為：

當xA=1時，2/6/20233）選擇性SP：

生成目的產(chǎn)物P的摩爾數(shù)與生成某副產(chǎn)物S的摩爾數(shù)之比2、平行反應

從相同的反應物按各自的計量關系同時發(fā)生的幾個反應稱為平行反應。2/6/2023反應物A總的反應速率-rA為：瞬時收率為：2/6/2023分析：

1)α=β時，則

即僅與T有關，在等溫反應時，討論：T水平的高低對和有何影響？2/6/2023代入上式

2/6/2023積分2/6/20233、串聯(lián)反應

不可逆串聯(lián)反應：

特點：①無論目的產(chǎn)物是P還是S,提高A的轉(zhuǎn)化率總是有利的。②目的產(chǎn)物若為S,可加速兩個反應，目的產(chǎn)物若為P,應盡量加大前一反應，而減弱后一反應，則P出現(xiàn)極大值。2/6/2023以一級反應為例，各組分的速率方程為：

（1）（2）（3）（1）式積分得：（4）將（4）式代入（2）式，積分得：2/6/2023當Cp取得最大時，反應時間t*

則2/6/2023CA0CAtoptCp,maxCPCSt02/6/2023解得：

km——對數(shù)平均速率常數(shù)當k1=k2時，

得2/6/2023令k2/k1=B，則采用常數(shù)變易法求解：2/6/2023由dCp/dxA=0,得

2/6/2023

可見，P的最大得率隨比值k2/k1的下降而增大，且相應于此最大得率的轉(zhuǎn)化率xA亦增大，因此，對于這類不可逆一級串聯(lián)反應，為了提高中間產(chǎn)物P的得率，應盡可能降低k2/k1的值。2/6/2023組分D可由總物料衡算求得，通?？珊喕幚怼?/p>

2/6/2023例如：最簡單的催化裂化反應模型為：

重質(zhì)油

汽油

焦炭+輕質(zhì)氣體

集總法:將性質(zhì)近似的反應組分進行合并，把

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