连续操作釜式反应器与连续操作管式反应器比较

生产过程的原料消耗费用。能量消耗——生产过程操作费用的重要组成部分。不同类型反应的优化目标:对简单反应:只需考虑反应速率;对复杂反应:优先考虑选择性。优化的核心是化学因素和工程因素的最优结合。化学因素包括反应类型及动力学特性工程因素包括反应器型式:管式、釜式及返混特性操作方式:间歇、连续、半间歇及加料方式的分批或分段加料等操作条件:物料的初始浓度、转化率、反应温度或温度分布反应器生产能力的比较——简单反应简单反应的优化目标只需考虑反应速率。即:对同一简单反应,在相同操作条件下,为达到相同转化率,要求反应器有效体积最小。换句话说,若反应器体积相同,反应器所达到的转化率更高。三种理想反应器所需时间*间歇式全混流平推流间歇操作釜式反应器与连续操作管式反应器仅比较两反应器的反应时间,两者所需的反应时间相同,但是间歇操作需要辅助时间,所以间歇反应器所需反应器体积大于连续操作管式反应器所需时间。间歇式平推流连续操作釜式反应器与连续操作管式反应器比较对于n>0的反应,各反应器的有效体积大小为:PFR最小,N-CSTR次之,1-CSTR最大。PFR是高浓度的反应器,1—CSTR是低浓度的反应器。反应级数n越高,出口转化率要求越高,各反应器之间的差异越明显。*1011000.010.11.0n=3n=2n=1ε=2=1=0=-1/2=-2/3n=1/2n=1/41-xAxA→0体积比→xA→1体积比→∵对高转化率反应宜用n↑体积比↑n↓体积比↓n=0体积比=1思考:当反应级数大时应采用什么样的反应器?1大平推流*1/(-rA)xA单调递增平推流优于全混流1/(-rA)xA平推流全混流反应速率的倒数随转化率单调递增的情况:*随着转化率的增加,浓度在不断降低,反应速率的倒数还可以对浓度作图:由速率倒数对浓度的作图也可直观的看到转化率单调递增(浓度单调递减),平推流反应器空时比全混流反应器小的多。