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第一章 反应器基本理论-1

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化学反应工程第一章

化学反应工程第一章

反应物吸附： 表面反应： 产物脱附：
A A R R
B B S S
A＋B R S
1.3 工程反应动力学及数学描述（6）
净反应速率：
rA k f c AcB kr cR cS k f (c AcB cR cS / K ) 其中： K k1 k2
将化学势与逸度的关系代入：
Ni l * ki ki 0 Gi RT ln pt n k 1 N i i 1
结合方程 元素原子平衡方程
1.3 工程反应动力学及数学描述（1）
反应动力学任务：研究反应速率及其影响因素。
1.化学反应速率的定义：(Reaction rate)
由Langmuir均匀吸附理论，吸附速率;
ji
11 21 l1
12 ... 1n N1 N 22 ... 2 n 2 N 0

l 2
... ln N n
若上述矩阵（原子矩阵）的秩为Rβ, 独立反应数等于n- Rβ
几个时间概念
• (3)空间时间τ 其定义为反应器有效容积 VR与流体特征体积流率V0之比值。即
VR V0
• 空间时间是一个人为规定的参量，它表 示处理在进口条件下一个反应器体积的 流体所需要的时间。 • 空间时间不是停留时间
几个时间概念 • (4)空间速度SV • 有空速和标准空速之分。空速的一般定 义为在单位时间内投入单位有效反应器 容积内的物料体积。即： S V0 h 1
第一章 化学反应体系的工程分析
工业反应器开发及反应器设计、操作、控制是以 特定反应体系特征为基础，获得反应器内适宜的 温度浓度分布，使反应器运行安全、高效、低耗。 化学反应体系特征： 1. 化学计量学( Stechiometry ) 2. 化学热力学(Chemical Thermodynamics )

(完整版)化学反应工程习题

(完整版)化学反应工程习题

化学反应工程习题第一部分：均相反应器基本理论1、试分别写出N 2+3H 2=2NH 3中用N2、H 2、NH 3的浓度对时间的变化率来表示的该反应的速率；并写出这三种反应速率表达式之间的关系。

2、已知某化学计量式为S R B A 2121+=+的反应，其反应速率表达式为B AA C C r 5.02=，试求反应速率B r =？；若反应的化学计量式写成S R B A +=+22，则此时反应速率A r =？为什么？3、某气相反应在400 oK 时的反应速率方程式为221061.3AA P d dP -⨯=-τh kPa /，问反应速率常数的单位是什么？若将反应速率方程改写为21AA A kC d dn V r =⨯-=τh l mol ./，该反应速率常数k 的数值、单位如何？4、在973 oK 和294.3×103Pa 恒压下发生下列反应：C 4H 10→2C 2H 4+H 2 。

反应开始时，系统中含丁烷为116kg ，当反应完成50%时，丁烷分压以235.4×103Pa /s 的速率发生变化，试求下列项次的变化速率：（1）乙烯分压；（2）H 2的摩尔数；（3）丁烷的摩尔分率。

5、某溶液反应：A+B →C ，开始时A 与B 摩尔数相等，没有C ，1小时后A 的转化率为75%，当在下列三种情况下，2小时后反应物A 尚有百分之几未反应掉？ （1）对A 为一级、B 为零级反应； （2）对A 、B 皆为一级反应； （3）对A 、B 皆为零级反应。

6、在一间歇反应器中进行下列液相反应： A + B = R A + R = S已知原料组成为C A0 = 2 kmol/m 3，C B0 = 4 kmol/m 3，C R0 = C S0 = 0。

反应混合物体积的变化忽略不计。

反应一段时间后测得C A = 0 .3 kmol/m 3，C R = 1.5 kmol/m 3。

计算这时B 和S 的浓度，并确定A 的转化率、生成R 的选择性和收率。

反应器基本理论课件

反应器基本理论课件
反器基本理
• 反应器概述 • 反应器的基础理论 • 反应器的类型与选择 • 反应器的操作与优化
反器概述
01
反应器的定义和分类
分类
连续反应器（Continuous Reactor）：反应物以稳定流速连 续加入，产物也连续流出。
定义：反应器是一种用于进行化 学反应的设备或系统，通过控制 反应条件来促进化学反应的进行， 并获取所需的产物。
批式反应器（Batch Reactor）： 反应物一次性加入，反应完成后 产物一次性取出。
半连续反应器（Semi-Batch Reactor）：反应物一部分连续加 入，一部分批次加入。
反应器在化工流程中的地位
01
02
03
核心设备
反应器是化工流程中的核 心设备之一，直接影响产 品质量和生产效率。
反应条件控制
评估指标
评估反应器性能的主要指标包括反应器的转化率、选择性、产率等。此外，还需关注反应器的能耗、设备寿命、 操作稳定性等方面的指标。在实际应用中，需根据具体反应体系和需求，综合权衡各方面因素，选择最适合的反 应器类型和设计参数。
04
反器的操作
化
反应器的稳态操作
稳态操作定义
指的是反应器在连续、稳 定的状态下进行操作，各 参数不随时间变化。
适用场景
非均相反应器适用于涉及固-液、固气等反应体系的反应过程，如催化裂 化、气体吸附等。
反应器的选择与评估
选择因素
在选择反应器时，需要考虑反应物的性质、反应条件、产物要求等因素。例如，对于快速反应，宜选择均相反应 器；对于慢反应，宜选择非均相反应器。同时，还需考虑反应器的传热、传质性能，设备的投资与运行成本等因 素。
非理想流动模型
分析实际反应器中可能出现的非理想流动现象，如返混、死区等， 以及这些现象对反应器性能的影响。

制药工程与设备-PPT课件

制药工程与设备-PPT课件
数据2：
抗生素质量百分含量为1～3％；酶为 0.1～0.5％；单克隆抗体不超过0.0001％。
第一篇 反应过程与设备
前言
反应器的重要性：核心设备，其结构、操作方式、 操作条件影响转化率、质量、成本等。
反应动力学是反应工程学的基础理论之一，主要研究 化学反应过程的速率及其影响因素。它包括两方面内容： 第一是本征动力学（微观动力学）；第二是宏观动力学 （反应器动力学）。
连续管式反应器的基础设计式
τ
Vt v0
CA0
dx xAf
A
0 ( rA )
在等容过程中，对在相同的反应条件下（即k相同）的同
一反应，达到相同的转化率，理想连续管式反应器中需要的停
留时间与间歇釜中需要的反应时间是相同的，所以，可以用间
歇反应器中的试验数据进行管式反应器的设计与放大。
对于连续管式反应器的基础设计式
如，对于一级反应有
( rA ) kCA
代入积分有
kCA0 (10 (1 xA )
11 ln
k 1 xA
讨论
nA0 V
xA dx A 0 (rA )
CA0
xA dx A 0 (rA )
从上式可以看出只要起始浓度相同，达到一定转化率所 需的反应时间，只取决于反应速度，而与处理量无关，所 以在进行间歇釜式反应器的放大时，只要保证放大后的反 应速度与小试时相同，就可以实现高倍数放大。
受温度的影响不显著，可以近似看成与温度无关。
二、间歇釜式反应器 1． 等温操作的反应时间 微元时间内反应掉组分A的摩尔数＝微元时间内组分A减少的摩尔数
( rA )Vd
dnA
dnA
nA0dxA
(rA )Vd nA0dxA

化学反应过程第一章(1)

化学反应过程第一章(1)

全混流模型
2021/1/9
平推流模型
有关反应器操作的几个工程概念 ➢ 流体的质点或粒子（微元）
代表一堆分子所组成的流体，它的体积比 反应器的体积小到可以忽略，但其中所包 含的分子足够多，具有确切的统计平均性 质，如组成、温度、压力、流速； ➢ 停留时间（Retention time） 指连续操作中一物料“微元”从反应器 入口到出口经历的实际时间。
• 基本特征∶连续反应过程是一个稳态过程，反应器 内各处的组成不随时间变化。（反应组分、浓度可 能随位置变化而变化。）
• 主要优点∶便于自动化，劳动生产率高，反应程度 与产品质量较稳定。规模大或要求 严格控制反应条件的场合，多采用 连续操作。
• 主要缺点∶灵活性小，设备 投资高。
2021/1/9
半间歇操作/半连续操作
全混流模型——返混程度为无穷大，反应物料的稳定流量流入反应器，
新鲜物料与存留在反应器中的物料达到瞬间完全混合。出口处物料的 浓度、温度等参数与反应器中物料相同。停留时间分布中有的很长， 有的很短；举例——强烈搅拌的连续釜式反应器。
非理想流动模型——偏离上述两种理想流动模型，偏 离程度可通过测定停留时间分布来确定。
2021/1/9
（三）按反应器结构类型分类
型式
适用的反应
特征
釜（槽）式，一级 液相，液-液相，液-固相，气- 适用性大，操作弹性大。连续操作时温度、
或多级串联
液相，气-液-固三相
浓度易控制，返混严重。
均相管式
气相，液相
比传热面大，长径比很大，压降大，近平 推流。
固定床
气-固相催化（绝热式或连续换 催化剂不易磨损，但装卸难，传热控温不
一. 化学反应的分类 （1）按反应的化学特性分类 （2）按化学反应单元的分类

制药工程原理与设备-02反应器基本理论1

制药工程原理与设备-02反应器基本理论1

6
第二节 等温等容过程的计算 •
1 dnA 一、反应速 ( rA ) V d 率 nA0 nA xA nA0
• 转化率
nA nA0 (1 x A ) dnA nA0 dx A dxA 1 nA0 dxA (rA ) C A0 V d d
7
如：Ａ→Ｒ
• 边界条件: VR= 0 XA = 0 dVR dx A VR=VR XA=XA 0 FA ( rA )
dFA FA0 dxA
16
dVR dx A FA0 (rA )
x A dx VR A 0 (r ) FA0 A

VR
0
dVR FA0

xA
0
dx A ( rA )
③ n=2时 二级反应
2 (rA ) kC A0 (1 x A ) 2
C A0
xA
0
dxA xA 1 xA dxA 1 2 2 0 (1 xA )2 kC A0 1 xA kC A0 (1 x A ) kC A0
12
作业：
推导：对于n级反应，A初始浓度为CA0 ，反应速率方程： 推导反应转化率xA为时，反应釜内反应时间τ的表达式： τ＝f (xA，n，k，CA0)
整 x 理： x
Ai
1 xAi 1
2
1 1 xAi 1
1 xAi 1 1 xAi 1 xAi 1 xAi 1 x Ai 1 x Ai 1 x Ai 1

1 xAi 1 1 xAi 1 1 1 xAi 1 xAi 1
• 选择性
s 生成目的产物所消耗的关键组分的量 已转化的关键组分的量

第一二章 化学反应工程基础


结构型式
适用的相态
应用举例
反应釜（包括 液相、气-液相、液-液 苯的硝化、氯乙烯聚合、高压聚乙烯、
多釜串联）
相、液-固相
顺丁橡胶聚合等
管式 鼓泡塔
气相、液相
石油裂解、甲基丁炔醇合成、高压聚乙 烯等
气-液相、气-液-固（催 硫酸的生产、苯的烷基化、二甲苯氧化、
化剂）相
乙烯基乙炔合成等
固定床
气-固（催化或非催化） 二氧化硫氧化、氨合成、乙炔法制氯乙
• 由于反应过程中反应物料的浓度随时间不断 变化，所以间歇反应是不稳定过程。这类反 应器通常是使用釜式反应器。
• 间歇反应器能用一釜进行多品种的生产， 操作灵活性与弹性大，投资小，适用于小 规模多品种的生产过程。
• 但间歇反应器操作需要较多的辅助时间(投、 出料，清洗、升温等)，所以设备的利用率 低，产品质量不易均匀，特别在聚合物生 产时会使聚合产物的聚合度及其分布发生 变化，影响产品的性能。
第二章 化学反应工程基础
第一节 化学反应和反应器分类
第一节 化学反应和反应器分类
一、化学反应的分类 二、反应器的分类 三、连续反应器内流体流动的两种理想型态
一、 化学反应的分类
• 按化学反应的特性分类 • 按反应物料的相态分类 • 按反应过程进行的条件分类
（1）按化学反应的特性分类
反应机理
简单反应、复 杂反应
3. 一级可逆反应
三 复合反应动力学方程式
• 复合反应是有几个反应同时进行，要用几 个动力学方程式来描述。
• 常见的复合反应有平行反应、连串反应、 平行连串反应。
1. 平行反应
2. 连串反应
由上图可以看出，A的浓度呈指数下降，S的浓度随反应 时间呈连续上升形状，而R的浓度随时间上升到一个最大 值后再下降。将式2-32对t微分，就可以求出tmax

生物制药设备与车间设计PPT课件

ppt精选版
生物反应器
• 生物反应器是生化反应发生的场所，是整 个生化工程的关键设备。
• 生物反应器是为特定的细胞或酶提供适宜 增殖或进行特定生化反应环境的设备。
• 生物反应器设计和放大是一个非常复杂的 问题。
ppt精选版
• 培养基灭菌设备 • 为生物反应提供无菌的培养基
• 空气除菌设备 • 为生物反应提供无菌空气
年龄分布与寿命分布
• 年龄分布：从进入反应器的瞬间开始算年 龄，不同年龄的物料粒子混在一起，形成 一定分布，称为年龄分布。
• 寿命分布：在出口物料中，不同寿命的粒 子混在一起，形成一定的分布，称为寿命 分布。
ppt精选版
返混
• 返混：不同年龄的物料粒子混在一起的现 象称为返混。
• 间歇反应器内不存在返混现象，返混是连 续操作反应器中特有的现象。
ppt精选版
生物催化剂
反应条件控制
空气
生物反应器
底物、培养基
检测控制
ppt精选版
产品
成品加工
副产品 回收
废物
无害处理
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三、生物制药设备
• 大致可分为三类 • 一、生物反应核心设备：生物反应器 • 二、生物反应准备设备：培养基灭菌设备、
空气除菌设备 • 三、生物反应下游加工设备：生物药物分
离纯化设备
• 适合药品生产规模小，品种多，原料与工艺条件 多样的特点。
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连续操作的搅拌釜
• 釜内装有强烈搅拌器，反应器内各点温度、浓度 均匀一致，物料随进随出，连续流动，出口物料 中反应物浓度与釜内反应物浓度相同。
ppt精选版
连续操作的管式反应器
• 从反应器一端加入反应 物，从另一段引出产物， 反应物沿流动方向前进。

第一章_生物反应器.




细胞的培养和代谢还是一个复杂的群体的生命 活动，通常每毫升培养液中含104-108个细胞。 而且，像任何有生命的东西一样，细胞也经历 着新生、成长、成熟直至衰老的过程，在其生 命的循环中，也存在退化与变异的问题。
细胞群体进行简化假设

是否考虑细胞内部复杂的结构

是否考非理想流动 两种理想流动模式
①全混式，即反应器内各点浓度及其它条件均一。
②活塞流式，即反应器内物质沿一定方向流动， 完全没有反向混合。

实际反应装置常常介于两者之间。
⑸细胞生长的特点及细胞群体的描述

细胞的生长、代谢是一个复杂的生物化学过程 与一般的化学过程不同，这个反应体系的特点 是，它是一种多相、多组分、非线性的体系。
二、细胞浓度及其测量

细胞浓度在培养过程中是一个十分重要的参数。

在定量研究生物反应之前，首先需要说明微生 物的浓度即菌体浓度的表示方法。 （g/l, kg/m3)
直接测定法
细胞干重法：测量细胞浓度的最基本方法。 显微计数法：显微镜和血球计数器。 平板计数法：生理盐水稀释，记录菌斑。 浊度法：波长600-700nm范围测量。
化学工程还包括下面几个重要的内容
1、流体的输送及混合。核心问题是流体之间动量 的传递、机械能的转化。 2、热量的传递。生物反应器要考虑发酵热的传 出以及发酵罐温度的控制。 3、物质的传递。生物反应器内进行着各种物质 传递过程，这些传递过程的强度主要由浓度差 以及扩散的面积决定。
第二节 细胞生长及代谢过程动力学


如何使细胞生长的更快更好？
一、好的细胞株系 二、良好的环境条件
1、良好的物理环境：最主要的有温度、pH、溶氧量、合 适的混合强度以保证细胞与营养物的接触及细胞的悬 浮等。 2、合适的化学环境：要求有合适的各种营养物的浓度， 并限制各种妨碍生长代谢的有毒物质的浓度。

化学反应工程第一章


4 反应器的类型
釜式反应器
管式反应器
固定床反应器
流化床反应器
Agitating tank reactor
气液相反应器
Plug flow reactor
Packed bed reactor
Packed bed reactor
Packed bed reactor
Fluidized bed reactor
反应前后物料组成
组分 反应前 % 反应后 % 组分 反应前 % 反应后 %
正丁烷
正丁烯 丁二烯 异丁烷 异丁烯
0.63
7.05 0.06 0.50 0.13
0.61
1.70 4.45 0.48 0
氧气
氮气 水蒸气
7.17
27.0 57.44 -
0.64
26.10 62.07 1.20 1.80
CO2
ISCRE 1
ISCRE 2 ISCRE 3 ISCRE 4 ISCRE 5
Washington
Amsterdam Evanston Heidelberg Houston
USA
Netherlands USA Germany USA
1970
1972 1974 1976 1978
ACS/AIChE
EFChE ACS/AIChE EFChE ACS/AIChE
各因素（T, P, c）的变化规律 最佳工况
化学反应速率：r=f(T,P,C…)
1.2.2 反应工程的研究方法
科学研究的两种主要方法： 1.经验归纳法
2.数学模型法(演绎法)
林语堂在“论东西思想法之不同”:总而
言之，中国重实践，西方重推理。中国重近
情，西人重逻辑。中国哲学重立身安命，西 人重客观的了解与剖析。西人重分析，中国 重直感。西洋人重求知，求客观的真理。中 国人重求道，求可行之道。这些都是基于思
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例：甲苯（M=92）用浓硫酸磺化制备对甲 苯磺酸，甲苯投料量为184kg，反应产物中 含对甲苯磺酸258kg，未反应的甲苯18.4kg， 则甲苯的转化率为 ，对甲苯磺酸 （M=172）的选择性为 ，收率 为 。 X=90% ，S= 83.3% ， Y=75%
典型反应过程的反应器体积计算 设计型
根据物料处理量及反应工艺要求,选择反应 器类型,求VR 根据反应特征及反应器体积,决定最优控制 条件,使反应过程达到优化目标.
二、间歇釜式反应器 特点： 1.分批装、卸(周期性、非稳态性)； 2.适用于不同品种和规格的产品的生产，广泛用于 医药、试剂、助剂等生产。 3.整个操作时间=反应时间+辅助时间（装+卸+清 洗）(每批） 计算 经验估计
A+B
C
A为 关键组分，对整个反应器作物料A的衡算
二、间歇釜式反应器
基础设计式 等容过程
第一章 反应器基本理论
第一节 理想反应器 一、基本的反应器型式 二、连续操作反应器的流动特性——返混 三、理性反应器
第一节 理想反应器
反应器选型、 设计和优 化 反应器中的 流动状况影 响反应结果
数学 模型
流动 模型
对实际过程 的简化
建立模型的 基本方法
理想 模型
非理想 模型
一、基本的反应器形式
CSTR
连续加料(入口)
年龄不同
一次加料(起始)
年龄相同(某时)
3寿命
4返混
寿命相同(中止)
全无返混
寿命相同(出口)
全无返混
寿命不同(出口)
返混极大
第二节 等温等容过程反应器容积 一、反应动力学基础 二、间歇釜式反应器 三、连续管式反应器 四、连续釜式反应器
五、多釜串联反应器
一、反应动力学基础
1、反应速率及其表达式
计算基准：起始状态选择问题（分母部分的计量） 使用的原则：对于连续反应器，进口处的状态 间歇反应器，开始反应时的状态 串联使用的反应器，进入第一个反应器的原料 为准这样有利于计算和比较
单程转化率和全程转化率的区别
如图1.2所示的甲醇合成流程简图，生产中采用循环操作，一部分 未能转化的原料重新返回合成塔。由于存在未完全转化反应物的循 环，在计算全程转化率时，计算基准为新鲜原料进入反应系统到离 开所达到的转化率。而单程转化率是一次性从反应器进入到离开所 达到的转化率。两者相比较，全程转化率必定大于单程转化率。
（2）空间时间 简称空时， 用
表示
意义：处理一个VR的物料所需要的时间。
（3）空间速度 简称空速 Sv=1/ =v/VR=入口体积流量/反应器有效体积
意义：单位反应体积、单位反应时间内所处理的物料量
小结：从 、Sv的意义可知道，它们均表示连续 反应器的生产能力。 小，Sv大，生产能力大， 两者均表示入口状态下反应器的生产能力，一般 用于描述连续反应器中的气相反应。 （4）反应时间 t 反应持续的时间，指反应物料达到所要求的 转化率所需持续的时间，用于描述间歇反应。
连续操作反 应器特有的 现象
流体粒子（微元）在时间顺序上的混合——返混
返混=0 返混=∞
在连续操作的反应器中， 返混的程度越大，显著地降低 了反应物的浓度。一般来说，返混对反应来说是一个不 利的因素，它影响反应器的生产能力。
2.返混与停留时间分布 停留时间分布 RTD（residence time distribution）
缺点
连续操作管式反应器
Piston Flow Reactor (PFR)
特点：一端加入反应物，一端引出，n，v沿流动方向 逐渐降低，定常态时，各参数不变
优点：设备利用率高，节省劳力，产品质量稳定，易 于控制，适合于大规模生产
连续操作搅拌釜
Continued Stirred Tank Reactor (CSTR)
3. 返混产生的原因
涡流与扰动
沟流、填料 或催化剂装 填不均匀 速度分布
死角 短路
4.返混对化学反应的影响
1) 总的来说，使产品的收率、质量降低。
2) 返混使反应物的浓度降低。
3) 返混使系统中的温度分布和浓度分布趋于平坦，对 要求有较大温度差或浓度差的场合不利。
冲稀的 作用
思考
？返混对化学反应一定是不利的吗？
基础设计式
基础设计式
图解法
讨论：
t与rA有关 与Vr无关
1. 2.
一级反应
α=1，t与CAO无关
二级反应
零级反应
一批操作总时间
辅助时间
单位时间内处理的反应物料的体积
＝vτ + vτ’
反应容积 辅助容积
讨论：1.
对于沸腾或易发泡液体物料：φ=0.4~0.6 对于一般流体 ：φ=0.7~0.85
对反应时间求导
图解法
单位时间
设计式
设计式
等容
空时=平均停留时间
讨论：可知在等容过程中，对在相同的反应条件下的同一反应，达到同样的
转化率，理想管式反应器中需要的停留时间与间歇釜中需要的反应时间是相同 的。所以，可以用间歇反应器中的试验数据进行管式反应器的设计与放大。
原因：物料在这两种反应器中都没有返混。
设计式
讨论：同一反应，达到同样的转化率与产量，CSTR需要
的容积较PFR和BSTR大得多。
原因：CSTR中返混程度最大，反应始终在最低浓度下进行。 改进：采用多釜串联的办法
可见串联的釜 数越多，反应 时的浓度提高 越多，反应速 度越快，需要 的反应时间或 反应器容积就 越小。
设计式
1. 知道N，各釜的τ，求XAN, CAN
流体在反应器内流动，不论其因何种原因而产生的流体粒子在反 应器内相对位置发生变化而造成的物料微元之间的混合，称为空 间混合，简称空混。
空混=0 空混=∞
空混越大，传质越快，传热越好，各位置的 浓度、温度的差异就越小，导致反应器内浓 度、温度的均匀。
按混合对象的年龄来分：
对仍留在反 应器中的物 料而言
年龄——物料在反应器中已经停留的时间。 寿命——物料在反应器中总共停留的时间

对已经离开 反应器的物 料而言
（1）相同年龄物料之间的混合——同龄混合
例如：间歇反应过程中搅拌引起的混合
（1）不同年龄物料之间的混合——返混
具有不同停留时间的粒子（微元）的逆向混合，称为返混。所谓逆向， 是指时间顺序上的颠倒，比如先进入反应器的物料的粒子后流出反应器， 而后进入反应器的物料的粒子却先流出反应器。 例如：连续流动的釜式 反应器
用使某种反应物过量的有效方法。
3. 温度对反应速率的影响
反应速率对温度敏感的程度取决于E的大小
4. 转化率、收率和选择性
转化率 X--针对反应物而言
注意： 1. 如果反应物不只是一种，针对不同反应物计算出来为X是不一样 的 2. 关键组分（着眼组分）为不过量、贵重的组分（相对而言） 针对关键组分计算，可使X最大到100%
2. 已知XAN, CAN ，求VR=N* V0* τ
对于非一级反应，没有解析解，需要进行逐釜计算。根 据已知条件，可以将逐釜计算过程分成如下两种。 （1） 每一个单釜的体积Vri已知 此时每个釜的空时τ已知 XAp或CAp（逐一的计算）， 直至求出到达XAN所需的釜数N。 （2） 釜数N已知 需要先假设空时τ，按（1）的方法逐釜计算 求出第N 个釜出口的转化率，并与要求的转化率XAN对比，如果不 一致需要重新假设空时τ，重复进行计算，直到两者吻合 为止。
均相反应 的速率
+表示生成速率， 当A为生成物时
-表示消耗速率， 当A为反应物时
意义：单位时间，单位体积反应物料中某一组分摩尔数的变化。 转化率 反应物转化掉的量占原始量的分率
反应速率用 转化率表示
反应速率方程式
定量描述反应速率与温度和浓度 的关系式（动力学方程）
A k
R
(-rA)=kCAn
速率常数
反应器的出口物料
对象
反应器内的物料
描述
从进入反应器的瞬间开始算 年龄，到所考虑的瞬间为止， 不同年龄的物料粒子混在一 起，形成一定的分布。
从进入反应器的瞬间开始算年龄， 到所考虑的瞬间为止，反应器的 出口物料中不同寿命的物料粒子 混在一起，形成一定的分布。
关系
两者存在一定的关系，可换算，一般通过实验测定寿命分布。
三、理想反应器 平推流
返混 程度
不存在返混 流体通过细长管道时，与流 动方向成垂直的截面上，各 粒子的流速完全相同，就像 活塞平推过去一样，粒子在 轴向没有混合、扩散。
全混流
返混程度最大 物料一进入反应器就均匀 分散在整个反应器内，物 料在反应器内的停留时间 有长有短，最为分散。
中间流
部分返混 非 理 想 流 动
操作型
反应器计算的基本方法 1.建立动力学方程 2. 物料衡算方程 a. 选取关键组分 b. 选择控制体 c. 温度、浓度均一，才 可取单位时间，否则 微元时间
选控制体的原则
如果反应器内各处浓度均一,衡算的控制体选整个反应器, 存在两个或两个以上相态,各点物料组成未必相同,选微元 体积为控制体.
对确定的关键组分： 1 2 进入反应器的物料量=引出反应器的物料量+ 反应消耗的物料量+累积的物料量 3 4 简歇： 3+4=0 连续： 1=2+3 半连续： 1=2+3+4
特点：强烈搅拌，反应器内各点T，n相同，物料 随进随出，出口物料n与釜内反应物相同
优点：反应物的浓度、温度及v保持恒定不变，对自催化反 应有利
缺点：釜内n很低，v很慢，达到同样的x，需要的VR较大
二、连续操作反应器的流动特性---返混
1.混合现象的分类 流体粒子（微元）在空间顺序上的混合——空混