化學(xué)反應(yīng)工程陳甘棠

化學(xué)反應(yīng)工程陳甘棠第1頁(yè)/共138頁(yè)08三月20234間歇反應(yīng)器的最優(yōu)操作時(shí)間1物料衡算第一節(jié)間歇式完全混合反應(yīng)器第三章理想反應(yīng)器2熱量衡算3反應(yīng)容積的計(jì)算第2頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023反應(yīng)器設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特性來(lái)選擇合適的反應(yīng)器形式；2）結(jié)合動(dòng)力學(xué)和反應(yīng)器兩方面特性來(lái)確定操作方式和優(yōu)化的操作設(shè)計(jì)；3）根據(jù)給定的產(chǎn)量對(duì)反應(yīng)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定反應(yīng)器的幾何尺寸并進(jìn)行某些經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)。第3頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023（無(wú)返混）（返混程度最大）理想反應(yīng)器理想混合反應(yīng)器

（完全混合）

平推流反應(yīng)器（無(wú)返混）間歇式完全混合連續(xù)式完全混合第4頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023

返混：不同停留時(shí)間的粒子間的混合

平推流：反應(yīng)物料以相同的流速和一致的方向進(jìn)行移動(dòng)，所有的物料在器內(nèi)具有相同的停留時(shí)間。第5頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023

第一節(jié)間歇式完全混合反應(yīng)器第6頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023特點(diǎn)：

反應(yīng)器內(nèi)各處溫度始終相等，無(wú)需考慮反應(yīng)器內(nèi)的熱量傳遞問(wèn)題所有物料具有相同的反應(yīng)時(shí)間

優(yōu)點(diǎn)：

操作靈活，易于適應(yīng)不同操作條件與不同產(chǎn)品品種，適用于小批量，多品種，反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)的產(chǎn)品生產(chǎn)

缺點(diǎn)：

裝料，卸料等輔助操作時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)品質(zhì)量不易穩(wěn)定第7頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)于間歇釜式反應(yīng)器：

假設(shè)釜的有效反應(yīng)容積為VR

，單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)掉的A量為：積累

1物料衡算單位時(shí)間輸入的物料A量單位時(shí)間輸出的物料A量單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)掉的A量

A在反應(yīng)器內(nèi)積累速率__=輸入=輸出=0第8頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023積分得：——間歇完全混合反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程第9頁(yè)/共138頁(yè)08三月20232熱量衡算

單位時(shí)間內(nèi)輸入的熱量單位時(shí)間內(nèi)輸出的熱量單位時(shí)間的反應(yīng)熱單位時(shí)間內(nèi)累積的熱量__=

輸入熱量輸出的熱量=0單位時(shí)間的反應(yīng)熱

對(duì)于間歇式反應(yīng)器：第10頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)于恒容過(guò)程：積累

——變溫操作熱衡算式，操作方程第11頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)于非等溫操作：與設(shè)計(jì)方程聯(lián)立，用龍格庫(kù)塔法求解對(duì)于絕熱操作：積分：第12頁(yè)/共138頁(yè)08三月20233反應(yīng)容積的計(jì)算：反應(yīng)時(shí)間：輔助時(shí)間：輔助時(shí)間單位時(shí)間內(nèi)處理的反應(yīng)物料的體積第13頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023

實(shí)際反應(yīng)器的體積

裝填系數(shù)，0.4-0.85

。一般由實(shí)驗(yàn)確定，也可根據(jù)反應(yīng)物料的性質(zhì)不同而選擇。

對(duì)于沸騰或起泡沫的液體物料，可取0.4-0.6

對(duì)于不起泡或不沸騰的液體，可取0.7-0.85第14頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023例3-1

用間歇反應(yīng)器進(jìn)行乙酸和乙醇的酯化反應(yīng)，每天生產(chǎn)乙酸乙酯12000kg，其化學(xué)反應(yīng)式為：原料中反應(yīng)組分的質(zhì)量比為A:B:S=1:2:1.35,反應(yīng)液的密度為1020kg/m3,并假定在反應(yīng)過(guò)程中不變，每批裝料，卸料及清洗等輔助操作時(shí)間為1h，反應(yīng)在100℃下等溫操作，其反應(yīng)速率方程如下：12kk第15頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023100℃時(shí)：

平衡常數(shù)K=2.92，試計(jì)算乙酸轉(zhuǎn)化35%時(shí)所需的反應(yīng)體積，根據(jù)反應(yīng)物料的特性，若反應(yīng)器填充系數(shù)去0.75，則反應(yīng)器的實(shí)際體積是多少？第16頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023分析：求求已知求和設(shè)計(jì)方程已知第17頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023解：

首先計(jì)算原料處理量

每小時(shí)的乙酸用量為：由于原料液中A:B:S=1:2:1.35原料液中含1kg乙酸原料液量為：第18頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023原料液的起始組成：由求反應(yīng)時(shí)間第19頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023

先將題給的速率方程變換成轉(zhuǎn)化率的函數(shù)：代入速率方程，整理后得：式中：第20頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第21頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023所需的反應(yīng)體積為：反應(yīng)器的實(shí)際體積為：

第22頁(yè)/共138頁(yè)08三月20234間歇反應(yīng)器的最優(yōu)操作時(shí)間一定目標(biāo)函數(shù)增大減小減小第23頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023以單位時(shí)間的產(chǎn)品產(chǎn)量為目標(biāo)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物R的濃度為，單位時(shí)間的產(chǎn)品產(chǎn)量為：第24頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023

——單位時(shí)間產(chǎn)物產(chǎn)量最大所必須滿(mǎn)足的條件

求法圖解法數(shù)值法第25頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023

圖解法McRt0At0第26頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023b)

數(shù)值法用直接迭代法或牛頓-拉夫森法求得滿(mǎn)足上述關(guān)系的t值第27頁(yè)/共138頁(yè)08三月20232.以生產(chǎn)費(fèi)用最低為目標(biāo)：輔助操作費(fèi)用：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)反應(yīng)操作費(fèi)用：固定費(fèi)用：?jiǎn)挝毁|(zhì)量產(chǎn)品的總費(fèi)用第28頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023——生產(chǎn)費(fèi)用最小所必須滿(mǎn)足的條件第29頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023用圖解法求解NBcRt0第30頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第二節(jié)半間歇式釜式反應(yīng)器以二級(jí)不可逆反應(yīng)為例反應(yīng)速率方程為：

假設(shè)B間歇投料，A緩慢連續(xù)加料，則：第31頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)A進(jìn)行物料衡算：輸入=輸出=

0積累=

反應(yīng)=第32頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)總物料衡算：分離變量試分析反應(yīng)物A的濃度隨時(shí)間如何變化？第33頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第34頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023產(chǎn)物濃度的表達(dá)式：A反應(yīng)掉的摩爾數(shù)：

P生成的摩爾數(shù)：第35頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023產(chǎn)物P的濃度隨時(shí)間如何變化？第36頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023t=0時(shí)，Q=0,時(shí)，對(duì)于放熱反應(yīng)，可通過(guò)控制A的加入速度來(lái)方便地控制反應(yīng)的放熱速率，實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)溫度的控制。操作中的反應(yīng)放熱速率：第37頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第三節(jié)全混流反應(yīng)器1物料衡算2反應(yīng)器中其他時(shí)間表示方法3設(shè)計(jì)方程的應(yīng)用4間歇反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器的比較5全混流反應(yīng)器的熱衡算與熱穩(wěn)定性第38頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第三節(jié)全混流反應(yīng)器1、物料衡算輸入

=輸出=積累=0

A的反應(yīng)量=第39頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023——全混流反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程定義空時(shí)第40頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023代表反應(yīng)器處理物料的能力變小，處理能力變大對(duì)于均相反應(yīng)：（體積空速）

對(duì)于非均相反應(yīng)，常以催化劑質(zhì)量多少表示反應(yīng)器的體積空速:單位反應(yīng)體積，單位時(shí)間內(nèi)所處理的物料量第41頁(yè)/共138頁(yè)08三月20232、反應(yīng)器中其他時(shí)間表示方法

反應(yīng)物料進(jìn)入反應(yīng)器后，從實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的

時(shí)刻起到反應(yīng)達(dá)某一程度的時(shí)間。指反應(yīng)物粒子從進(jìn)入到離開(kāi)反應(yīng)器的時(shí)間對(duì)于間歇反應(yīng)器和平推流反應(yīng)器，反應(yīng)時(shí)間和停留時(shí)間相同對(duì)于全混流反應(yīng)器，由于可能有短路，死區(qū)和循環(huán)流，物料在器內(nèi)停留時(shí)間不同，具有停留時(shí)間的分布，此時(shí)常用平均停留時(shí)間來(lái)表征。1）反應(yīng)時(shí)間：2）停留時(shí)間：第42頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023反應(yīng)器的有效容積與器內(nèi)物料的體積流速之比。

3）平均停留時(shí)間與空時(shí)和含義不同:非恒容過(guò)程，兩者不同。平均停留時(shí)間：恒容過(guò)程兩者是一致的第43頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023例3-2

如上例，取時(shí)，第44頁(yè)/共138頁(yè)08三月20233設(shè)計(jì)方程的應(yīng)用已知-rA，可求得不同空時(shí)下的組成例:對(duì)于一級(jí)不可逆串聯(lián)反應(yīng)：

求第45頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)于著眼組分A有：對(duì)于著眼組分P有：第46頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023由于:第47頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023可得

時(shí)：此時(shí)：第48頁(yè)/共138頁(yè)08三月20234間歇反應(yīng)器和全混流反應(yīng)器的比較BA第49頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)于間歇反應(yīng)器，不考慮輔助操作時(shí)間時(shí)，其有效容積：全混流反應(yīng)器，有效容積：當(dāng)時(shí):

即間歇反應(yīng)器的容積與所需全混流反應(yīng)器的容積之比等于相應(yīng)的反應(yīng)時(shí)間和空時(shí)之比。第50頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023令:------全混流反應(yīng)器的容積系數(shù)即:第51頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023設(shè)反應(yīng)級(jí)數(shù)為n對(duì)于各種n值求解，結(jié)果列于下表中:第52頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023

n

-1

0

1

0.5

1

2

3表達(dá)式第53頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023應(yīng)用結(jié)果計(jì)算出n值下隨的變化，如圖:10.80.60.1000.20.40.60.81.0第54頁(yè)/共138頁(yè)08三月20235、全混流反應(yīng)器的熱衡算與熱穩(wěn)定性1）熱衡算輸入=

輸出=

積累=0反應(yīng)熱=

第55頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023絕熱時(shí)：

——全混流反應(yīng)器的操作方程第56頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023與設(shè)計(jì)方程聯(lián)立可求出反應(yīng)溫度與間歇釜式反應(yīng)器對(duì)比，反應(yīng)溫度與轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系第57頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023反應(yīng)器的熱量衡算式為：令：

2）全混流反應(yīng)器的熱穩(wěn)定性分析——反應(yīng)器內(nèi)的放熱速率第58頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023令：則上式變?yōu)椋寒?dāng)定態(tài)操作時(shí)：

——散熱速率第59頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023以一級(jí)不可逆反應(yīng)為例，對(duì)于一級(jí)不可逆反應(yīng)，有：由反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程得：第60頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)T

作圖為S型曲線(xiàn)，如圖:

τ下降v0增大分析τ、v0

、CA0、與曲線(xiàn)形狀的關(guān)系第61頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023由知，

曲線(xiàn)為一直線(xiàn)

直線(xiàn)的斜率

：截距：

第62頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023分析料液的起始溫度與曲線(xiàn)形狀的關(guān)系：

增大，直線(xiàn)右移，斜率不變。第63頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023提高冷卻介質(zhì)的溫度：

增大，直線(xiàn)右移，斜率不變。第64頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023分析進(jìn)料流率對(duì)散熱線(xiàn)的影響：

絕熱，v0=0或A=∞Tm第65頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023若為絕熱反應(yīng)，則由熱量衡算式知：在常態(tài)下應(yīng)滿(mǎn)足：

將和同時(shí)標(biāo)繪在一張圖上：第66頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第67頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023多重定態(tài)：滿(mǎn)足熱平衡條件的狀態(tài)穩(wěn)態(tài)：當(dāng)有微小擾動(dòng)時(shí)，具有自衡能力的定態(tài)。多重定態(tài)現(xiàn)象的存在可能使操作條件連續(xù)變化的反應(yīng)器的操作狀態(tài)發(fā)生突變第68頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023增大TaTbTcTdTe第69頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第70頁(yè)/共138頁(yè)08三月20233）全混流反應(yīng)器熱穩(wěn)定性的判據(jù)

所有穩(wěn)定的定常態(tài)點(diǎn)具有的特征：散熱線(xiàn)的斜率大于放熱曲線(xiàn)的斜率(a)第71頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023定態(tài)時(shí)，由物料衡算知：

即：

(b)第72頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023將(b)代入(a)：

——保守的判據(jù)第73頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)于絕熱反應(yīng)n級(jí)：

代入：第74頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023絕熱操作時(shí)，定態(tài)點(diǎn)

穩(wěn)態(tài)操作：

——絕熱操作的全混流反應(yīng)器允許的最大溫升第75頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第四節(jié)多釜串聯(lián)組合的全混流反應(yīng)器1.流程2.多釜串聯(lián)反應(yīng)器的總?cè)莘e3多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器的最優(yōu)容積比第76頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第四節(jié)多釜串聯(lián)組合的全混流反應(yīng)器1.流程第77頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)作圖

第78頁(yè)/共138頁(yè)08三月20232.多釜串聯(lián)反應(yīng)器的總?cè)莘e1）解析法

以一級(jí)不可逆反應(yīng)為例，對(duì)于恒容系統(tǒng)，任意第i個(gè)反應(yīng)器有：即：第79頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023假設(shè)反應(yīng)是等溫反應(yīng)，，有：令各釜的空時(shí)相等，則：N個(gè)反應(yīng)器的總?cè)莘e:第80頁(yè)/共138頁(yè)08三月20232）圖解法當(dāng)反應(yīng)級(jí)數(shù)可用圖解法計(jì)算。第81頁(yè)/共138頁(yè)08三月20233多釜串聯(lián)全混流反應(yīng)器的最優(yōu)容積比對(duì)于第i個(gè)反應(yīng)器，有：反應(yīng)流體在N個(gè)串聯(lián)全混流反應(yīng)器的總的空時(shí)：第82頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023滿(mǎn)足為最小的條件:得：——滿(mǎn)足總?cè)莘e最小的條件第83頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)于一級(jí)不可逆反應(yīng)：

可得：

第84頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023兩邊同時(shí)乘以，可得：

對(duì)于非一級(jí)反應(yīng)，需求解非線(xiàn)性代數(shù)方程組得各釜出口轉(zhuǎn)化率，然后再計(jì)算反應(yīng)體積，或用圖解法確定各釜出口轉(zhuǎn)化率。第85頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023結(jié)論：總反應(yīng)體積最小的條件：反應(yīng)物流流動(dòng)方向，各釜的體積依次增大，即小釜在前，大釜在后。n>1時(shí):各釜反應(yīng)體積依次減小。0<n<1時(shí):n=1時(shí):

各釜體積相等。n=0時(shí):串聯(lián)釜式反應(yīng)器的總反應(yīng)體積與單一釜式反應(yīng)器的反應(yīng)體積相等，串聯(lián)操作無(wú)必要。單釜操作優(yōu)于串聯(lián)操作。n<0時(shí):第86頁(yè)/共138頁(yè)08三月20231物料衡算第五節(jié)平推流反應(yīng)器2熱衡算——操作方程3循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器第87頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第五節(jié)平推流反應(yīng)器平推流反應(yīng)器的特征：

在與流動(dòng)方向是垂直的截面上沒(méi)有流速分布，即徑向混合均勻在流體流動(dòng)的方向不存在流體質(zhì)點(diǎn)間的混合，即軸向不返混第88頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)于恒容反應(yīng)：（液相）——平均停留時(shí)間．反應(yīng)時(shí)間和空時(shí)是一致的第89頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)于氣相反應(yīng)，恒溫，恒壓：對(duì)于氣相變溫，變壓：此時(shí)，空時(shí)和停留時(shí)間是不相等的。第90頁(yè)/共138頁(yè)08三月20231物料衡算輸入：

輸出：

積累=0A的反應(yīng)量：0ll第91頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023分離變量積分

:第92頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023即：——平推流反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程對(duì)于恒容過(guò)程有：代入設(shè)計(jì)方程：第93頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023或：

可見(jiàn)，恒容時(shí)平推流反應(yīng)器與分批式完全混合反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程一致第94頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023例：

在平推流反應(yīng)器中，于923K等溫下進(jìn)行丁烯脫氫反應(yīng)以生產(chǎn)丁二烯：反應(yīng)速率方程為：原料氣為丁烯與水蒸氣的混合氣，丁烯的摩爾分?jǐn)?shù)為10%,操作壓力為求丁烯的轉(zhuǎn)化率達(dá)35%時(shí)，空時(shí)為多少？第95頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023分析：求τpA用xA表示是否為恒容將速率方程代入設(shè)計(jì)方程，得：

解：第96頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023由理想氣體方程：而丁烯脫氫反應(yīng)為變?nèi)葸^(guò)程，由計(jì)量關(guān)系知：第97頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第98頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023空時(shí)與平均停留時(shí)間不等當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)，第99頁(yè)/共138頁(yè)08三月20232熱衡算——操作方程輸入輸出第100頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023積累反應(yīng)放熱兩邊除△l，求極限取平均摩爾熱容第101頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023若反應(yīng)器為直徑為D的圓柱形第102頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)于絕熱過(guò)程由設(shè)計(jì)方程得即：若以平均組成下的熱容表示第103頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023若為等分子反應(yīng)時(shí)，第104頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023例：

在內(nèi)徑為1.22m的絕熱管式反應(yīng)器中，進(jìn)行乙苯催化脫氫反應(yīng)，進(jìn)料溫度為898K，乙苯與水蒸氣摩爾比=1:20，操作壓力0.12MPa，速率方程為：反應(yīng)混合物的平均比熱容：

第105頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023反應(yīng)熱：催化劑的床層堆密度

：

乙苯進(jìn)料量

：求：時(shí)床層高度。分析：求床層高度已知D求VR求-rA絕熱熱量衡算第106頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023解：

其中：

第107頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023又：

第108頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程為：

代入，采用辛普森法計(jì)算：

19738.45648.73061.21961.7135.5975.7721.50.60.50.40.30.20.10第109頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023可得：床層高度：第110頁(yè)/共138頁(yè)08三月20233循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器第111頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023對(duì)M點(diǎn)作A的物料衡算

可得：

平推流反應(yīng)器的設(shè)計(jì)方程：第112頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023時(shí)：

即：

時(shí),平推流反應(yīng)器——全混流反應(yīng)器第113頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023當(dāng)β=？時(shí)，VR=min第114頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023由得：

——達(dá)到最優(yōu)循環(huán)比所必須滿(mǎn)足的條件第115頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023AB一部分n＞0，另一部分n＜0時(shí)，采用循環(huán)如：自催化反應(yīng)、生化反應(yīng)、某些自熱反應(yīng)第116頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第六節(jié)反應(yīng)器型式與操作方法的評(píng)選

1單一反應(yīng)2復(fù)合反應(yīng)第117頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第六節(jié)反應(yīng)器型式與操作方法的評(píng)選

1單一反應(yīng)1）反應(yīng)器的選型

Ⅰ)隨單調(diào)遞增

單釜全混流>多釜串聯(lián)全混流>間歇全混流>平推流反應(yīng)器此時(shí)所需的反應(yīng)容積：（對(duì)于n>0的不可逆等溫反應(yīng)均有此特征）第118頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023xAxAxA平推流反應(yīng)器全混流反應(yīng)器多釜串聯(lián)全混流第119頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023Ⅱ)

隨單調(diào)遞減

（對(duì)于n<0的不可逆等溫反應(yīng)均有此特征）間歇全混流>平推流反應(yīng)器>多釜串聯(lián)全混流>單釜全混流此時(shí)所需的反應(yīng)容積：第120頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023(全混流反應(yīng)器）（平推流反應(yīng)器）第121頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023Ⅲ）對(duì)的曲線(xiàn)上存在著極小值

（自催化反應(yīng)和絕熱操作的放熱反應(yīng)具有這種特征）當(dāng)xAf＜xAM時(shí)，與（Ⅱ）同，全混流反應(yīng)器最佳，平推流所需的容積最大當(dāng)xA0＞xAM時(shí)，與（Ⅰ）同，平推流反應(yīng)器最佳，單釜全混流反應(yīng)器所需容積最大當(dāng)xA0＜xAM而

xAf＜xAM時(shí)，全混流串接平推流最優(yōu)循環(huán)操作的平推流反應(yīng)器次之，平推流、全混流反應(yīng)器最差。第122頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023第123頁(yè)/共138頁(yè)08三月20232）最佳操作溫度不可逆反應(yīng)：可逆反應(yīng)：T↑,rA↑,盡可能提高T?？赡嫖鼰幔篢↑,rA↑，K↑,xA↑

T盡可能高可逆放熱：T↑,rA↑，K↓,xA↓存在一最佳溫度第124頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023Ⅰ）等溫操作

等溫操作時(shí)，當(dāng)給定后，可求出使最大的操作溫度Ⅱ）變溫操作當(dāng)反應(yīng)速率最大時(shí)有：第125頁(yè)/共138頁(yè)08三月2023其中：

又:當(dāng)反應(yīng)在下達(dá)到平衡時(shí)，有：第126頁(yè)/共138頁(yè)