《化学反应工程》绪论
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第一章 绪论 1、化学反应工程是化学工程学科的一个分支,通常简称为反应工程。
其内容可概括为两个方面,即反应动力学和反应器设计与分析。
2、传递现象包括动量、热量和质量传递,再加上化学反应,这就是通常所说的三传一反。
3、反应组分的反应量与其化学计量系数之比的值为定值,ξ叫做反应进度且恒为正值。
、本书规定反应物的化学计量系数一律取负值,而反应产物则取正值。
8、工业反应器有三种操作方式: ① 间歇操作;② 连续操作;③ 半间歇(或半连续)操作 9、反应器设计的基本内容一般包括:1)选择合适的反应型式 ;2)确定最佳操作条件 ;3)根据操作负荷和规定的转化程度,确定反应器的体积和尺寸 。
10.反应器按结构原理的特点可分的类型: 管式,釜式 ,塔式,固定床,流化床,移动床,滴流床反应器。
第二章 3、温度对反应速率的影响 如果反应速率方程可以表示为:r=f1 (T)f2(c ),f1(T)是温度的影响。
当温度一定时,其值一定。
通常用阿累尼乌斯方程(Arrhenius ‘ law )表示反应速度常数与温度的关系, 即, 为指前因子,其因次与k 相同;E 为反应的活化能;R 为气体常数。
两边取对数,则有 : lnk=lnA0-E/RT ,lnk 对 1/T 作图,可得-直线,直线的斜率=-E/RT 。
注意:不是在所有的温度范围内上面均为直线关系,不能外推。
其原因包括:(1)速率方程不合适; (2)反应过程中反应机理发生变化;(3)传质的影响;(4)指前因子A0与温度有关。
速率极大点处有: 对应于极大点的温度叫做最佳温度Top 。
速率为零点处有: rA=0 6、多相催化与吸附 1)、催化剂的用途:①加快反应速度②定向作用(提高选择性)-化学吸附作用结果 2)、催化剂的组成:主催化剂-金属或金属氧化物,用于提供反应所需的活性中心。
助催化剂-提高活性,选择性和稳定性。
助催化剂可以是 ①结构性的;② 调变性的。
载体-用于 ① 增大接触表面积;②改善物理性能。
知识点1.绪论一、主要讲解内容介绍化学反应工程相关的基本知识,包括化学反应工程的定义、化学反应工程学科的发展、化学反应工程的任务、化学反应工程和其他学科的关系。
二、学习要求本章要求学生能够掌握化学反应工程的定义,明确化学反应工程的任务。
三、视频(已录制完成)四、讲义1.1化学反应工程的定义在工业规模上开发和应用化学反应的工程活动。
1.2化学反应工程学科的发展自然界的物质的运动或变化过程由物理或化学的两类,物理过程不牵涉化学反应,但化学过程却总是与物理因素有着紧密联系。
所以化学反应过程是物理与化学两类因素综合体。
远溯古代,陶瓷制作、酿酒等工艺,但直到本世纪五十年代一直还未形成一门专门研究的独立学科,到1957年举行的第一次欧洲反应工程会议上确立了这一学科的名称。
1.3 化学反应工程的任务化学反应工程学是一门研究化学反应的工程问题的科学,既以化学反应作为研究对象,又以工程问题为研究对象,把二者结合起来的学科体系。
其主要任务包括:分析化学反应的特点、确定合适的反应条件;选择合适的反应器并对其进行最优化设计;对反应器进行最优操作和控制。
1.4 化学反应工程和其他学科的关系a. 数学,微积分、方程的解析求解和数值求解、极值问题等,均是化学反应工程问题求解的基础。
b. 反应动力学:专门阐明学反应速率与各项物理因素(如温度、压力、催化剂等)之间的定量关系。
为实现某一反应,要选定合易的条件及反应器的结构型式、尺寸和处理能力等,这些都依赖于对反应动力学特性的认识。
c. 化工热力学:确定物系的各种物性常数(热容、研所引资、反应热等),看化学反应是否能进行及其反应程度。
为化学反应工程提供反应热、反应平衡常数等基础数据。
d. 催化作用e. 传递工程和流体力学:装置中有动量、热量、质量传递(三传),当规模放大时,出现放大效应。
“三传一反”是三传和反应动力学。
五、小结本章介绍了化学反应工程的定义、学科的发展、任务极其与数学、化工热力学、催化作用及传递工程等学科之间的密切关系。