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1） VRp～VR 2） VRp～VRM 作
1 ~ xA rA
X Af
VRp = VR
1 rAf
CHale Waihona Puke xAf (rA ) fB
dxA rA
曲线AB
VRp V0C A0 VRM V0C A0

0
dxA V0C A0 [OABD] rA xAf V0C A0 [OCBD]
1 rA
A O

xA
x Af
0
D
(rA ) f
VRM VRp
xAf
转化率越大，两者的差距较大，可采用低转化率操作。 11
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反应级数的影响 生产任务相同时，反应级数越高，两种反应 器或体积相差越大。 反应转化率的影响 即：反应转化率越高，两种反应器空时和反 应体积相差越大。
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τ的求解（数值法）
物料平均停留时间τ 对于等容过程，物料平均停留时间为
VR
V0C A0 xAf (rA ) f
C A0 C Af C A0
xAf
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三种反应器区别 BSTR
投料 一次加料(起始)
PFR
连续加料(入口)
CSTR
连续加料(入口)
年龄
寿命 返混
年龄相同(某时)
寿命相同(中止) 全无返混
年龄相同(某处)
寿命相同(出口) 全无返混
年龄不同
寿命不同(出口) 返混极大
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τ的求解（图解法）
一般简单反应 1/rA （生产任务相同）
1/rA
FPR
xA
CSTR
CSTR PFR
xA
τ
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CSTR
>τ
PFR，
V
>V
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三种反应器浓度分布--推动力
反应推动力随 反应时间逐渐 降低 6
反应推动力随反 应器轴向长度逐 渐降低
反应推动力不变， 等于出口处反应 推动力
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5.1.2 CSTR的反应速率
流入量 = 流出量 + 反应量 + 累积量
V0CA0 V0CA0 (1 xAf ) (rA ) f VR
VR C A0 C A C A0 x Af V0 (rA ) f (rA ) f
VR
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V0C A0 x Af (rA ) f
进口中已有A
VR
V0C A0 ( x Af x A0 ) (rA ) f
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Vi FA0

x Ai
x Ai 1
dxA rA
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平推流反应器的物料参数如浓度等沿流动方向变化。 对于等温反应，很难控制整个反应器内物料温度均匀。 对于全混流反应器，物料参数是均匀的，对于物料温度 的控制比较容易。 在有机反应中，特别是多重反应，要求反应过程中 物料浓度温度等参数保持均匀，否则极易发生副反应， 所以一般选择全混流反应器。 为了满足工艺要求，又要提高反应推动力，人们把 一个大的反应器分割成m个小的全混流反应器，然后串 联起来，称为“多级串联全混流反应器”。 19
x Ai Vi dxA x Ai 1 r FA0 A
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5.1.3 组合反应器
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德国Parr全自动 组合式化学反应 器-5000系列
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全混流反应器的特点 1. 反应器内物料参数（浓度、温度等）处处相等，且等于物 料出口处的物料参数； 2. 物料参数不随时间而变化； 3. 反应速率均匀，且等于 出口处的速率，不随时间变化； 4. 返混＝∞
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第五章 连续流动釜式反应器
上海工程技术大学 化学化工学院 化学工程与工艺系
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Chemical Reaction Engineering
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5.1 CSTR中的均相反应 5.2 返混原因及限制返混措施
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多级平推流管式反应器
Consider N plug flow reactor connected in series, and let x1, x2, …, xN be the fractional conversion of component A leaving reactor 1,2, …, N. Basing the material balance on the feed rate of A to the first reactor, we find for the ith reactor from Eq.3.2-6
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5.1 CSTR中的均相反应
5.1.1 反应器特征
全混流反应器是指物料流动状况符合全混流 模型，该反应器称为全混流反应器（CSTR）。在 实际反应器中，连续搅拌釜式反应器由于强烈搅 拌，物料混合均匀，其流动状况接近全混流。
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