化学反应工程

李小鹏

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 总括
  • 2 第一章 均相单一反应动力学和理想反应器
    • 2.1 基本概念
    • 2.2 建立动力学方程的方法
    • 2.3 化学反应器设计基础
    • 2.4 等温条件下理想反应器的设计分析
  • 3 复合反应与反应器选型
    • 3.1 单一不可逆反应过程与反应器
    • 3.2 自催化反应特性与反应器选型
    • 3.3 可逆反应特性与反应器选型
    • 3.4 平行反应特性与反应器选型
    • 3.5 连串反应特性与反应器选型
  • 4 非理想流动反应器
    • 4.1 概述
    • 4.2 流体在反应器内的停留时间分布
    • 4.3 非理想流动模型
  • 5 气固相催化反应本征动力学
    • 5.1 气固相催化过程
    • 5.2 固体催化剂
    • 5.3 气固相催化反应本征动力学
    • 5.4 本征动力学方程的实验测定
  • 6 气固相催化反应宏观动力学
    • 6.1 催化剂颗粒内气体扩散
    • 6.2 气固相催化等温反应宏观动力学方程
    • 6.3 催化剂的失活
  • 7 气固相催化反应固定床反应器
    • 7.1 流体在固定床内的传质特征
    • 7.2 固定床催化反应器的设计
  • 8 气固相催化反应流化床反应器
    • 8.1 流化床的基本概念
    • 8.2 流化床的工艺计算
可逆反应特性与反应器选型

 

 

 

 

 

 

 


一、可逆反应过程特点

1在温度恒定时,随关键组分转化率xA的增加,正反应速率k1f(xA)将随之下降;逆反应速率k2g(xA)将随之上升;总反应速率-rA=ak1f(xA)-ak2g(xA)将随之下降。

2、温度对反应速率的影响 在一定转化率下,可逆吸热反应的速率总是随着温度的升高而增加。

 

可逆放热反应的速率随温度的变化规律如图所示,当温度较低时,反应净速率随温度升高而加快,到达某一极大值后,随着温度的继续升高,净反应速率反而下降。

 

设可逆反应:

总反应速率(-rA)为正逆反应速率之差:

当正逆反应速率相等时,总反应速率为零,反应达到平衡(-rA=0

此时:

式中:KC为此反应在当前反应温度下以浓度表示的平衡常数,因次为浓度单位的Δn次方;xAe为平衡转化率。

平衡常数K为热力学参数,无因次,与反应速率及其表达式无关,可以通过参与此反应的各组分的标准生成自由焓求得。

平衡常数与温度的关系:

如果忽略反应热效应随温度的变化,可以通过下式由已知的一个温度下的平衡常数求得另一个温度下的平衡常数:

可以推导出平衡转化率与平衡温度之间的关系:

一、可逆反应过程特点

1在温度恒定时,随关键组分转化率xA的增加,正反应速率k1f(xA)将随之下降;逆反应速率k2g(xA)将随之上升;总反应速率-rA=ak1f(xA)-ak2g(xA)将随之下降。

2、温度对反应速率的影响 在一定转化率下,可逆吸热反应的速率总是随着温度的升高而增加。

可逆放热反应的速率随温度的变化规律如图所示,当温度较低时,反应净速率随温度升高而加快,到达某一极大值后,随着温度的继续升高,净反应速率反而下降。

教学后记: