流动模型（理想流动模型，非理想流动模型）
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操作方式
• 间歇，连续，半连续
间歇
连续 气
液
半 连 续 气
气
封闭系统
气
液
流动系统
气
气
流动系统
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二、工业反应器的种类
• 现代大型化工厂的外貌特征：厂房毗连， 设备庞大，高塔林立，管道纵横。设备和 管道交错复杂。其中，化学反应器是化工 厂的核心设备。
• 缺点：传热差，操作过程中催化剂不能更 换，催化剂需要频繁再生的反应一般不宜 使用
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e.流化床反应器
• 垂直圆筒形或圆锥形容器，内装有催化剂 或参与反应的细小固体颗粒，反应流体从 反应器的底部进，顶部出产物。
• 优点：传热好，温度均匀，易控制 • 缺点：催化剂的磨损大，床内返混大，高
返混小，反应器容积小，比传 热面大
结构简单，返混程度与高/径比 及搅拌有关，轴向温差大
气相返混小，液相返混大，温
度较易调节，气体压降大，流 速有限制
结构简单，返混小，压降小， 有温差，填料装卸麻烦
逆流接触，气液返混均小，流
速有限制，如需传热，常另加
传热面
结构简单，液体表面积大，停
留时间受塔高限制，气流速度
转化率难
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型试 搅拌槽
管式 空塔或搅拌塔
鼓泡塔或挡板鼓 泡塔 填料塔
板式塔
喷雾塔
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反应器的型式与特性表
适用反应
优缺点
液相、液—液、液—固相 气相、液相
液相、液—液相 气—液相，气—反应
适用性大，操作弹性大，温度、 浓度易控制，产品质量均一
• 用来实现化学变化的设备－－反应器 • 按反应物料的相态进行分类，可有均相反
应器和非均相反应器两大类。
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常见反应器
• 用来实现化学变化的设备
• 过程工业中的核心装置，其
性能对生产过程的影响举足 轻重。
• 裂解炉
• 搅拌釜式反应器
• 多釜串联反应器
• 气液相塔式反应器
• 固定床反应器
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b.连续式操作：
反应物料是连续的通过反应器的 操作方式，它一般用于产品比较单 一而产量较大的场合。
c.半分批（或半连续）式操作：
指反应器中有一些是分批地加入或 取出的，而另一些则是连续的通过的， 但反应过程比较复杂。
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２.按反应物料流型进行分类
• 大约将反应器分为平推流，全混流， 非理想流动反应器三大类。
有限制
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固定床 流化床 移动床 滴流床 蓄热床 喷嘴式
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气—固相
气—固相，特别是催化 剂失活很快的反应
同上
返混小，催化剂用量少，不 易磨损，装卸麻烦，传热控
温不易
传热好，温度均匀，易控制， 催化剂有效系数大，磨损大， 返混大，对转化率不利，操
作条件限制大 固体返混小，固气比可变性 大，床内温差大，调节困难
• 长径比较大的垂直圆筒结构，挡板型、固体填充 式、简单的空塔
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d.固定床反应器
• 又称填充床反应器，装填有固体催化剂或 固体反应物用以实现多相反应过程的一种 反应器。主要用于实现气固相催化反应床 层静止不动，流体通过床层进行反应。
• 特点：返混小，催化剂机械损耗小 ，结构 简单
化学计量学(Chemometrics) 是一门化学与统计学、数学、计算机科学交叉所产生的新兴 的化学学科分支。它运用数学、统计学、计算机科学以及其他相关学科的理论与方法，优 化化学量测过程，并从化学量测数据中最大限度地提取有用的化学信息。
它与基于量子化学的计算化学(Computational Chemistry)的不同之点在于化学计量学是 以化学量测为其基点，实质上是化学量测的基础理论与方法学。
反应）； 级数（一级，二级、三级，零级，分数级）； 热效应（放热，吸热）
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化学反应的分类
２.按化学反应的相态分： 气相、液相的均相过程， 气—固相、气—液相、液—液相等非均
相过程
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化学反应的分类
３.按反应过程的条件分类： 温度（等温反应，绝热反应，非绝热变温反应） 压力（常压反应，加压反应，减压反应） 操作方式（间歇过程、连续过程、半间歇过程； 定态过程，非定态过程）
• 缺点：要求达到高转化率时，反应器容积 大
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b.管式反应器
• 单根连续管式或由一根以上的管子平行排 列构成，长度远较管径长
• 优点：结构简单、加工方便，耐高压，传 热面大，热交换效率高，容易实现自动控 制；
• 缺点：对慢速反应管子要求长且压降大
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c.塔式反应器
气—液—固相 气相，以固相为热载体 气相，高速反应的液相
催化剂带出少，分离易，气 液分不要均匀，温度调节困
难
结构简单，调节范围较广， 切换频繁，温度波动大，收
率低
传热、传质速度快，流体混 合好，反应物急冷易
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第二节 化学计量学
化学计量学(stoichiometry)是研究化学反应系统中反应物和产物组成改变关 系的数学表达式。
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３.按反应装置的结构型式分：
• 管式、塔式、釜式、固定床、 流化床
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a.釜式反应器
• 非常普通且大多数设有搅拌装置及传热装 置，即可用于间歇又可连续操作过程，即 可用单釜亦可用多釜连续操作。
• 优点：结构简单，加工方便，传质、传热 效率高，适应性强，操作弹性大，连续操 作时温度、浓度易控制，产品质量均一， 适于多品种、小批量生产。
化学反应动力学知识
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内容
• 化学反应和化学反应器的分类 • 单一和多重气相反应的化学计量学 • 加压下气相反应的反应焓和化学平衡常数 • 化学反应速率的表达式 • 温度对反应速率常数及反应速率的影响
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一、化学反应的分类
１.按反应特性分类： 机理(单一反应,多重反应)； 可逆性（可逆反应，不可逆反应）； 分子数（单分子反应，双分子反应，三分子
• 流化床反应器
• 气液固三相反应器
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１、按操作方法分类
• 间歇反应器 • 管式及釜式连续流动反应器 • 半间歇反应器
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a. 分批式（或间歇）操作：
是指一批反应物料投入反 应器内后，让它经过一定的反 应，然后再取出的操作方法。 通常在实验室及产量较小的一 些情况下采用。