2.3 平行反应特性与反应器选型

反应物能同时进行两个或两个以上的反应，称为平行反应。

一般情况下，在平行反应生成的多个产物中，只有一个是需要的目的产物，而其余为不希望产生的副产物。在工业生产上，总是希望在一定反应器和工艺条件下，能够获得所期望的最大目的产物量，副产物量尽可能小。

考虑下列等温、恒容基元反应：

A→P(目的产物)

A→S(副产物)

反应物A的消耗速率为：

产物P、S的生成速率为：  

当两个反应都是一级时，可以积分求得并作图：

一、 平行反应的选择性

平行反应是一种典型的复合反应，流动状况不但影响其所需反应器大小，而且还影响反应产物的分布。优化的主要技术指标是目的产物的选择性。

1、 选择性、收率定义

    （目的产物）

    （副产物）

平均选择性：

式中  (Δn_A)_P、(Δn_P)为生成目的产物P消耗的A量和生成目的产物P的量。

收率y：

三者关系：

瞬时选择性S_P：

2、 瞬时选择性与平均选择性的关系

对平推流或间歇反应器    

对全混流反应器    

对N个串联的全混流反应器 

3、 影响瞬时选择性的因素

为了增加目的产物的收率，必须从反应器选型及工艺条件优化来提高瞬时选择性。 

a． 温度对选择性的影响(浓度不变时)  

①当E_l>E₂时，E₁-E₂>0，随着温度的上升，选择性S_P上升，可见高温有利于提高瞬时选择性；

②当E₁<E₂时，E₁-E₂<0，随着温度的上升，选择性S_P下降，可见降低温度有利于提高瞬时选择性。

总之，升高温度对活化能大的反应有利，若主反应活化能大，则应升高温度，若主反应活化能低，则应降低温度。

b． 浓度对选择性的影响(温度不变时)  当主反应级数大于副反应级数，即a₁>a₂，b_l>b₂时，升高浓度，使选择性增加，若要维持较高的c_A、c_B，则应选择平推流反应器、间歇反应器或多釜串联反应器。 

例题讲解。