2.3 化学反应器(精细有机合成化学)
06第三章精细化工反应器
1. 生产过程： 原料（按配比，顺序）→反应器→搅拌（使浓
度、温度均一）→出料（转化绿合格）；之后另 一个周期。
2. 应用： 主要用于液相反应。有时也用于固—液、气—
液反应。
染料、医药、农药、高分子合成中常用。
3. 特点： Ÿ结构简单； Ÿ操作方便（开、停机容易）； Ÿ灵活性大（适用于多种、小批量
的精细化学品生产）； Ÿ 温度易控制（夹套或蛇管换热）； Ÿ 生产效率低，质量不稳定。
二、
常用的间歇式反应器：
1. 硝化釜（图a）：
因为反应特点：非均相、放热块，混酸腐蚀
性强。
所以采用推进式，蛇管或强烈搅拌放热，铸
钢或不锈钢为材料。
2. 磺化釜（图b）：
因为反应特点：物料稠，产物有腐蚀性。
所以，反应釜采用锚式搅拌器，用Ni、Cr合金
所以 CA0V0）=CA0V0（1－xA）=0
VR
C A0 V0 x A rA
（3—18）
其中rA—物料A的反应速率（mol/L·s） 反应物料A在反应器中的平均停留时间：
VR CA0 x A
V0
rA
（3—20）
如果考虑装料系数φ，则
VQ
C A0 V0 x A rA
VR
（3—19）
注意：
n1/τ1=n2/τ2= ···=nn/τn 又∵ n/τ=Vc/24Vaφ
∴ VC1 VC2 VCn
Va11 Va 2 2
Van n
实际设计时，首先选定主要工序的操作批数 （α1）及设备的容积（Va1）、个数（n1），然
后按照上式确定其它操作工序的批数、容积及 设备个数。
§3.2 连续式反应器
所以：
反应掉的mol数＝－累计的mol数 在dτ（微分时间）内，有： dτ内反应掉的mol数＝－dτ内积累的mol数
苯萘取代定位规律
2.3.2 间歇操作反应器
（1）液相（均相或非均相）槽式 （2）液—固相：槽式，球磨反应器 （3）气—液相：槽式、塔式；鼓泡或 喷射环流 （4）气—固相：特殊结构，要求能将 固体粉碎或切碎
球磨反应器
塔式反应器
流化床反应器
2.3.3 液相连续反应器
在液相连续反应器中，有两种极限的流动模型， 即理想混合型和理想置换型。 1) 理想混合型 槽内各物料的组成和温度都相同，而且等于出 口物料的组成和温度。为了减少反向混合作用的不 利影响，常常多槽串联法。（其是在强烈搅拌下） 搅拌锅式连续反应器的主要优点是： 强烈的搅拌有利于非均相反应原料之间的传质， 可加快反应速度，且加大生产能力和热量的传递。
2.1.4苯环上已有两个取代基的定位规 律
1. 两个已有取代基的定位作用一致 (1) 两个取代基属于同一类型，并处于间位 时，其定位作用一致新取代基很少进入两个 基团之间，是空间阻碍效应
CH3 硝化 CH3 NO2 主产物 少量 + CH3 CH3 NO2 CH3
CH3
COOH 硝化 COOH O2N
2.1.5 萘环的取代定位规律（P15）
1）α 位和β 位的活泼性 （α 芳正离子比β 芳正离 子稳定） α 位比β 位活泼，而且都 比苯活泼。1、2表示保留 稳定性较高的苯形结构。 α 位有两个共振结构都比 较稳定，β 位有一个共振 结构，∴E+优先进α 位。
1
2
1）α位和β位的活泼性 （α芳正离子比β芳正离子稳定）
α位：
H E
+
H E
+ +
H E
精细有机合成习题答案
精细有机合成习题答案【篇一：08应化精细有机合成复习题答案】txt>一.单项选择题（8）在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答案，并将其字母标号填入题干的括号内。
1.如果分子本身包含一个反应活性低的官能团在适当的阶段，通过某种专一性的反应，可转化为反应活性较高的官能团。
这种官能团称为：（b）a.亲电官能团；b.潜官能团；c.亲核官能团;d.极性官能团；2.想象选择一个合适的位置将分子的一个键切断，使分子转变为两个不同的部分。
用双线箭头符号和画一条曲线穿过被切断的键来表示。
这种方法称为：（c）a.极性反转；b.反向分析；c.分子切断；d. 反应选择性；在一系列的转变的某一阶段，引入一个原子或原子团，使后续的反应过程能按设计的要求，有控制地进行，从而保证系列反应能够高效率地完成。
这种引入的原子或原子团称为：（a）a.控制因素；b.潜官能团；;c.极性官能团；d.极性反转；4.在合成设计中使某个原子或原子团的反应特性发生了暂时性的转换称为：（b）a. 关键反应；b.极性转换；c.反应选择性；d.控制因素；5.在复杂化合物的合成中，有些反应转化率很低或正副产物很难分离纯化，反应时间长，这些反应称为：（c）a.反应选择性；b.反应的专一性;c.关键反应；d. .控制因素；6.目标分子—中间体—化工原料的分析过程称为：（b）a.正向合成分析法;b .逆向合成分析法; c.不对称合成分析法;d.关键反应分析法;7.一个反应在底物的不同部位和方向进行，从而形成几种产物时的选择程度称为：（d）a.反应的专一性；b.反应的控制性；c.反应的对称性;d，反应选择性；8.将分子的一个键切断，使分子转变为两个不同的部分，这不同的部分叫：（a）a.合成子；b.合成等价物；c.目标分子；d. 有机中间体；9.绿色化学是指在制造和应用化学品时( a )a.应有效利用(最好可再生)原料，消除废物和避免使用有毒的或危险的试剂和溶剂。
化学反应器分类
化学反应器分类化学反应器是广泛应用于化学工程领域中的一种工艺设备，其作用是在特定的反应条件下，将一种或多种反应物转化为所需的产物。
根据反应器的用途和操作方式，化学反应器可分为多种类型。
下面将针对这些类型来进行详细介绍。
一、按照用途的分类1、试验型反应器试验型反应器通常用于实验室和研究中心，其主要作用是验证反应的可行性、确定反应的动力学参数以及查找最佳反应条件。
它的体积较小，通常在1L以下，通常采用的是搅拌反应器或批式反应器。
2、工业型反应器工业型反应器用于工业规模的化学反应生产，一般容量为2m3以上，通常采用的是大型批式反应器、连续式反应器或其他特殊反应器。
3、中试型反应器中试型反应器是介于试验型反应器和工业型反应器之间的一种设备，主要用于中试阶段的生产，通常柿子500L~20m3。
这种反应器可用于验证反应的可扩展性、确定合理的反应条件以及评估反应的经济效益。
二、按照操作方式的分类批式反应器是一种适用于小批量生产的化学反应器，常用于中试研究和小量生产，其特点是可以根据需要灵活控制反应参数，但是其生产效率比较低。
2、连续式反应器连续式反应器是一种能够持续进行反应的反应器，也称为流动式反应器或定向流动反应器。
连续式反应器的主要特点是反应物从反应器的一端流入，经过反应后从另一端出口流出，这种方式使得反应可以实现连续生产，提高了生产效率。
3、循环式反应器循环式反应器是一种通过循环流动来实现反应的设备，通常由一个或多个循环回路组成。
这种反应器的主要优点是能够循环利用反应物，提高反应效率，降低反应成本。
4、气固反应器气固反应器用于气体和固体反应的化学反应器，其反应过程中，反应物一般在粉末或颗粒状态下存在，这种类型的反应器的优点是反应过程中易于控制反应条件，但也存在有一些缺点，例如反应过程中的传热和传质效率都比较低。
5、液固反应器液固反应器是一种适用于液体与固体反应的化学反应器，它的主要特点是反应物以液体形式存在，反应过程中需要充足地进行搅拌和传热传质过程，以保证反应的顺利进行。
精细化工反应器
第3章精细化工反应器按反应器的操作方式，可将精细化工中常用的反应器分为间歇式和连续式反应器两种。
如果按催化剂的状态，则可分为固定床和流化床反应器两种。
§3.1 间歇式反应器（Batch Reactor）3.1.1 概述间歇式反应器是间歇操作液相搅拌釜式反应器的简称。
在间歇操作液相搅拌釜式反应器中，反应物料按配比一次加入釜内，并开动搅拌，使物料的温度、浓度保持均匀。
这种反应器通常配有夹套或蛇管，以保持反应在指定温度范围内进行。
经过一定反应时间并达到所需要的转化率后进行出料，完成一个反应周期。
这种反应器主要用于液相反应，有时也用于固液和气液反应，在染料、医药、农药、高分子材料等精细化学品合成中应用较广泛。
这种反应器的特点是：结构简单，操作方便，灵活性大，适用于多品种、小批量生产，温度也容易控制。
但缺点是：生产效率低，辅助时间长，难于进行自动化控制，不易保持每批质量的稳定。
3.1.2 常用间歇液相搅拌釜式反应器1．硝化釜（图3-1，a）有机物硝化反应属于非均相反应，物料和混酸互不相溶，故采用推进式搅拌器并装有导流管。
同时硝化反应为快速放热反应，采用蛇套并内装蛇管以增加传热面积。
强烈搅拌可以消除局部过热，提高传热效果。
由于混酸的腐蚀性很强，故反应釜材料应选用铸铁、不锈钢等。
2．磺化釜（图3-1，b）如萘磺化反应，磺化的物料粘稠，所以选用锚式搅拌器。
反应热不大，温度一般在160～165℃。
反应釜夹套内装蛇管，管内用中压蒸汽加热。
由于反应过程要产生稀硫酸而腐蚀设备，所以设备材料选用Ni、Cr合金铸铁。
3．还原釜（图3-1，c）例如用铁粉还原硝基化合物时，铁粉比重大而沉积于底部，故采用耙式搅拌反应器。
由于盐酸和Fe屑都有腐蚀作用，故采用耐酸砖板衬里。
4．氨解釜（图3-1，d ）例如硝基氯苯氨解釜，其特点是机械强度高、气密性好。
为保证安全，顶部采用复式添料箱，装有压力表、安全阀、防爆膜、自动报警器等。
化学反应器
除单层绝热床外，工业上还有用多段的，近 代的大型合成氨反应器采用的是中间冷激的多 段绝热床。总之，不论是吸热或放热的反应， 绝热床的应用相当广泛。特别对大型的，高温 的或高压的反应器，希望结构简单，同样大小 的装置内能容纳尽可能多的催化剂以增加生产 能力(少加换热空间)，而绝热床正好能符合这种 要求。不过绝热床的温度变化总是比较大的， 而温度对反应结果的影响也是举足轻重的，因 此如何取舍，要综合分析并根据实际情况来决 定。此外还应注意到绝热床的高／径比不宜过 大，床层填充务必均匀，并注意气流的预分布， 以保证气流在床层内的均匀分布。
列管式反应器优点：
① 传热较好，管内温度较易控制； ② 返混小、选择性较高； ③ 只要增加管数，便可有把握地进行放大； ④ 对于极强的放热反应，还可用同样粒度的惰性物 料来稀释催化剂
适用 原料成本高，副产物价值低以及分离不是十分
容易的情况。
（2）自身换热式反应器（ 自热式反应器）
◆ 塔式反应器
鼓泡塔反应器结构示意图 1—分布格板；2—夹套；3—气体分布器；4—塔体；5—挡板； 6—塔外换热器；7—液体捕集器；8—扩大段
固定床反应器
定义: 凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应 的装置都称作固定床反应器.
其中尤以用气态的反应物料通过由固体催化 剂所构成的床层进行反应的气-固相催化反应器占 最主要的地位。如炼油工业中的催化重整，异构化， 基本化学工业中的氨合成、天然气转化，石油化工 中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙苯脱氢制苯乙烯等等。 此外还有不少非催化的气—固相反应，如水煤气的 生产，氮与电石反应生成石灰氮(CaCN2) 以及许 多矿物的焙烧等，也都采用固定床反应器。
多段绝热式固定床反应器
有机化学实验仪器
有机化学实验仪器
有机化学实验常用的仪器包括：
1. 反应釜（反应器）：用于进行有机合成反应的容器，可以加热、冷却、搅拌及加压等操作。
2. 蒸馏设备：包括简单蒸馏器、分馏柱等，用于分离液体混合物。
3. 气相色谱仪（GC）：用于分离和分析气体或挥发性有机化合物。
4. 液相色谱仪（HPLC）：用于分离和分析溶解在液相中的有机化合物。
5. 紫外-可见光谱仪（UV-Vis）：用于测量化合物吸收紫外-可见光的能力，常用于分析有机物的结构和测定浓度。
6. 红外光谱仪（IR）：用于测定有机物的分子结构和官能团。
7. 核磁共振仪（NMR）：用于测定有机物的分子结构和官能团，可以提供详细的原子位置和连结关系。
8. 水浴锅和加热板：用于加热试管和反应瓶等容器。
9. 隔膜泵和真空泵：用于产生真空或负压环境，用于脱水、脱溶剂或制备无水试剂等操作。
10. 反应室和收集器具：包括反应瓶、烧瓶、漏斗、滴液管等。
这只是有机化学实验仪器的一部分，具体使用的仪器取决于实验的目的和需要。
精细化学品合成原理-第2章-精细有机合成基础1-1
• 羰基化合物与氰氢酸、核亚硫酸氢钠、 醇、 格氏氏试的加成
•
羰基化合物进行行亲加成反应的活性顺序为：
HCHO>CH3CHO>RCHO>C6H5CHO>CH3COCH3> RCOCH3>C6H5COCH3>C6H5COC6H5
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7
二二、 基本有机化学反应
1、 加成反应基： 亲电加成、 亲行核加成和反自自由 加成。
H
CH3 Br
NO2 OH CHO
③
②
④
⑥①
⑤
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2、已有取代基的空间效应 已有取代基的空间效应
(1)在极性效应相差不 大时，已有取代基体积 越大，邻位异构产物的 比例越小。
表 R 一硝化（AcONO2,0℃)产物异构体比例
R
o/p
-CH3
1.66
-C2H5
0.90
-CH(CH3)2
复习－提问
书P4习题1-1:
各个化工原料主要来自哪种资源？
（1）甲烷
（2）CO
（3）乙炔
（4）乙烯
（5）固态蜡 （6）长链脂肪酸
（7）苯
（8）萘
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1
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2
一、极性试剂的分类
极性试剂是指那些能够供给或接受一对电 子以形成共价键的试剂。
极性试剂：亲电试剂和亲核试剂。
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不一致，共轭效应作用大于诱
导效应，使苯环活化；
（2）使邻、对位取代产物更稳
定；
Z
（3）邻、对位定位基。
HE
Z H E
Z HE
Z H E
Z H E
精细有机合成化学及工艺学
精细有机合成化学及工艺学1. 精细有机合成化学有机合成化学是化学的一个分支领域，主要是研究有机物的合成方法、合成反应机理、合成原料等。
而精细有机合成化学则是有机合成化学的一个重要分支，它研究的是更加复杂的有机分子的合成方法以及高效的制备技术。
1.1 精细有机合成化学的概念精细有机合成化学指的是合成更加复杂的有机化合物的方法，例如生物活性分子、药物分子、天然产物等。
它不仅需要充分了解化学反应的机理，还需要考虑反应的条件、催化剂的选择以及中间体的稳定性等因素，从而使得反应具有高效、高收率、高纯度等特点。
1.2 精细有机合成化学的原则在精细有机合成化学中，以下原则是非常重要的：•合成路线的选择。
在合成复杂有机分子的过程中，由于反应底物的复杂性和特殊性，合成路线的选择是非常重要的。
需要进行多次的尝试和改进，找到最优的合成路线。
•反应条件的优化。
精细有机合成化学涉及到多个反应步骤，需要对反应条件进行优化，例如温度、压力、溶剂的选择等，以保证反应的效率和产率。
•保护基团的选择。
在有机化合物合成中，由于末端基团的敏感性，需要采用保护基团以防止它们在反应过程中受到损伤或者分解。
•催化剂的选择和使用。
精细有机合成化学中催化剂的选择和使用非常重要，可以大大提高反应的效率和速率，以及降低反应的温度和压力等。
2. 精细有机合成工艺学精细有机合成工艺学是精细有机合成化学的实践应用，主要研究有机化合物的制备工艺，包括生产过程的设计、合成路线的开发、分离和纯化技术等，以实现工业化大规模生产。
2.1 精细有机合成工艺学的应用领域精细有机合成工艺学广泛应用于生产中，包括制药、农药、色素、涂料、环保材料等领域。
•制药领域。
精细有机合成工艺学在药物合成中亦有突出作用。
现代药物的设计和化学合成往往需要使用多步、多中间体和多催化剂等工艺，因此精细有机合成工艺学在药物生产中显得格外重要。
•农药领域。
在农药的研发和生产中，精细有机合成工艺学也扮演了重要角色。
精细有机合成化学复习重点
第1章绪论1.1精细化学品的释义关于精细化学品的释义，国际上有三种说法：传统释义：产量小、纯度高的化工产品。
日本的释义：具有高附加值、技术密集型、设备投资少、多品种、小批量生产的化学品。
我国原则上采用日本对精细化学品的释义。
1.5 精细有机合成的原料资源精细有机合成的原料资源是煤、石油、天然气和动植物。
第2章精细有机合成基础2.1.2. 环上已有取代基的定位规律两类定位基：邻、对位定位基（第一类定位基）：-O-, -N(CH3)2, - NH2, -OH, -OCH3, -NHCOCH3, -OCOCH3,-F, -Cl, -Br, -I, -CH3, -CH2Cl, -CH2COOH, -CH2F等。
间位定位基（第二类定位基）：-N+(CH3)3, -CF3, -NO2, -CN, -SO3H, -COOH, -CHO,-COOCH3, -COCH3, -CONH2, -N+H3, -CCl3等。
2.1.3 苯环上取代定位规律2.1.3.1 已有取代基的电子效应诱导效应（I）：由电负性大小决定。
共轭效应（T）：包括π-π共轭和p-π共轭。
有+I，无T：2.1.4 苯环上已有两个取代基时的定位规律2.1.4.1 两个已有取代基的定位作用一致两个已有取代基为同一类型定位基，且处于间位。
两个已有取代基为不同类型定位基，且处于邻、对位。
2.1.4.2 两个已有取代基的定位作用不一致两个已有取代基为不同类型定位基，且处于间位。
——取决于第一类定位基两个已有取代基为同一类型定位基，且处于邻、对位。
——取决于定位能力的强弱2.4 精细有机合成中的溶剂效应（3）溶剂极性的本质——溶剂化作用每一个被溶解的分子或离子被一层或几层溶剂分子或松或紧地包围的现象，叫做溶剂化作用，它包括溶剂与溶质之间所有专一性和非专一性相互作用的总和。
按Lewis酸碱理论分类按起氢键给体的作用分类按专一性溶质、溶剂相互作用分类无机溶剂与有机溶剂；极性溶剂（电子对受体(EPA)溶剂与电子对给体(EPD)溶剂）与非极性溶剂。
精细化工第一、二章绪论
化学工艺： 化学工艺（chemical technology）即化工生产技术，系指 将原料主要经过化学反应转变为产品的方法和过程，包括实 现这种转变的全部化学的和物理的措施。 化学工艺学研究的范畴：一般包括原料的选择和预处理；生 产方法的选择及方法原理；设备的作用、结构和操作；催化 剂的选择和使用；操作条件的影响和选定；流程组织；生产 控制；产品规格和副产物的分离与利用；能量的回收和利用； 对不同工艺路线和流程的技术经济评比等问题。 化学工程与化学工艺相结合，可以解决化工过程开发、装置 设计、操作原理及方法等方面的问题。
所得目的产物的重量
yw =
通入某反应物的重量
七、单程转化率和总转化率
对有循环物料的反应系统，单程转化率指原料一次通过反 应器时的转化率；总转化率指原料经过整个系统的转化率。 2.3 化学反应器
一、间歇操作和连续操作
间歇操作是将反应物料一次加入反应器中，经一定时间 完成特定的反应后，将产物从反应器中取出。 连续操作是将各种反应物按一定比例和恒定的速度连续 加入反应器中，同时以恒定的速度连续排出反应产物。
精细化工工艺学
教学内容：
精细化工的基本面貌、技术范畴、重要系列的精细 化工产品、基本原理、生产工艺、性能应用和发展趋势。
参考书:
宋启煌等《精细化工工艺学》，化学工业出版社，1995年； 李和平，葛虹，《精细化工工艺学》，科学出版社，1998年； 广东工学院精细化工教研室，《精细化工基本生产技术及其应 用》广东科技出版社，1995年； 刘程，《表面活性剂应用大全》，北京工业出版社，1994年；
三、精细化工与军工、高科技领域的关系 用于航空工业的特种黏合剂，如：巨型火箭上液态氢、 液态氧贮箱的粘接；人造卫星上太阳能电池的粘接；导弹 弹头的装配。生物陶瓷可被用作人工骨骼、关节、牙齿及 人造器官（心脏瓣膜、人造喉管），与生物体具有很好的 相容性、耐蚀、无毒、无刺激、有足够的机械强度。
精细有机合成化学与工艺学1-3章
未来30年，我国至少可发展20亿吨 生物能源，加上核能、水能、风能、 太阳能、地热能开发以及传统的化 石能源和发展各种节能技术
第二章 精细有机合成基础
1.芳香族亲电取代的定位规律 2.化学反应的计量学 3.化学反应器 4.精细有机合成中的溶剂效应 5.气—固相接触催化 6.相转移催化 7.均相配位催化 8.电解有机合成
（3）取代苯基具有吸电诱导效应
取代基有吸电诱导效应-I，而且
和苯环相连的原子没有未共有电 子对 例：—+NR3、—NO2、—CF3、— CN、—SO3H、—CHO、—COR等 它们使苯环钝化，而且是间位定 位基
2）已有取代基的定位效应
主要是：空间位阻作用 只有在已有取代基的电子效应相差不大时才能成立， 如果已有取代基的电子效应相差大时，则电子效应的差别 起主要作用。例如：卤原子所占空间增大时，邻/对比不 是减少，而是增大。 4种卤原子的电负性是F » Cl > Br > I 4种卤原子的吸电子效应是-IF>-ICl>-IBr>-II 吸电诱导效应-I对距离较近的邻位的影响比距离较远 的对位的影响大一些，因为-I钝化苯环，使一些取代基定 位到间位上 由以上原因得出：邻位异构产物的比例为氟苯<氯苯<溴苯 <碘苯
6）反应的可逆性
1 对于不可逆的亲电取代反应，电子效应 对定位起主导作用，即各异构产物的生成 比例主要取决于各异构物的δ 配合物中间 体的相对稳定性。 2 对于可逆反应（亲电取代反应），则是 空间效应对定位效应起主要作用，即各异 构产物的生成比例主要取决于各异构产物 之间的空间位阻和平衡关系。
广东石油化工学院《精细有机合成》期末考试题库
广东石油化工学院《精细有机合成》期末考试题库精细有机合成课程提纲及练习（供参考）第一章绪论1．解释下列名词无差别化学品、差别化学品、通用化学品、准通用化学品、精细化学品、专用化学品、有机合成、单元反应、合成路线2．石油、天然气的主要成分。
第二章精细有机合成的理论基础1．亲电试剂、亲核试剂、芳香族π配合物与σ配合物的特点与关系。
2．芳香族亲电取代反应的机理、定位规律及应用。
3．脂肪族亲核取代反应的历程及影响因素。
第三章精细有机合成的工艺学基础1．了解并解释下列名词：合成路线、工艺路线、反应条件、合成技术、完成反应的方法；溶剂化作用、电子对受体、电子对给体、硬软酸碱原则、电荷密度、离子原、离子体、Houghe-Ingold规则；气固相接触催化反应、催化剂、催化剂的比表面、催化剂的选择性、催化剂的活性、催化剂的寿命、催化剂中毒；相转移催化。
2．反应转化率、选择性、理论收率、单程转化率和总专化率的计算。
3．间歇操作、连续操作的特点；理想混合型反应器、理想置换型反应器的特点4．非质子传递非极性溶剂、非质子传递极性溶剂、质子传递型溶剂的特点；如何用Houghe-Ingold规则来预测溶剂对亲核取代反应的影响；非质子传递极性溶剂、质子传递型溶剂对亲核负离子亲核活性的影响。
5．固体催化剂的组成，各部分所起的作用；固体催化剂评价的指标；引起催化剂中毒的原因及中毒的形式，催化剂的再生。
6．举例说明相转移催化的原理。
相转移催化的应用。
7．电解过程中阴极、阳极所发生的基本反应；工作电极、辅助电极；丙烯腈电解生成己二腈的反应顺序；电极界面的结构。
8．苯与氯反应制备一氯苯，100mol苯消耗氯气105mol，产物中有一氯苯92mol，苯2mol及其它一些副产物。
计算此反应中苯的转化率、生成一氯苯的选择性、一氯苯的收率。
C6H6+Cl2FeCl3C6H5Cl+1HCl9.利用卤素交换制备氟代烷反应,此类反应在DMSO中进行，反应速度比在甲醇中快107倍。
《化学反应器》课件
欢迎来到本次《化学反应器》PPT课件。在本课件中，我们将探讨反应器的定 义和作用，分类和结构，设计原则，运行和控制，反应动力学，操作问题， 以及应用和发展趋势。
反应器的定义和作用
了解反应器是什么以及它在化学过程中的重要作用。 • 反应器是指用于进行化学反应的装置。 • 其作用是提供适宜的反应条件并促进反应的进行。 • 不同类型的反应器可用于不同的化学反应。
2 安全性
3
设计反应器时要考虑安 全因素，预防事故发生。
可操作性
设计反应器时要考虑操 作的便捷性和可行性。
反应器的运行和控制
了解反应器在实际运行中的操作和控制方式。
1
操作参数
温度、压力和混合程度等操作参数的控制。
2
反应速率控制
通过增加催化剂或调整反应条件来控制反应速率。
3自动Βιβλιοθήκη 控制使用先进的自动化技术对反应器进行控制。
产物分离问题
如何高效地分离反应产物。
反应器的应用和发展趋势
了解反应器在不同领域的应用以及未来的发展趋势。
化学工业
反应器在化学工业中的广泛应 用。
生物工程
反应器在生物工程领域的创新 应用。
绿色能源
反应器在绿色能源领域的发展 前景。
反应器中的反应动力学
了解反应器中反应动力学的重要性和基本原理。 • 反应速率和反应物浓度之间的关系。 • 反应速率常数和反应温度之间的关系。 • 反应动力学方程的推导和应用。
常见的反应器操作问题
了解常见的反应器操作问题以及解决方法。
温度控制问题
如何实现反应器的温度控制。
物料保障问题
如何确保反应器中的物料供 给。
反应器的分类和结构
精细化工合成反应器设计及研究
精细化工合成反应器设计及研究I. 引言精细化工是化学工程的一个重要领域，其反应器设计和研究是该领域的重要研究方向之一。
合成反应器是其中的重要部分，其设计和优化直接影响反应器的效率和产品质量。
II. 精细化工合成反应器的分类1. 传统反应器传统反应器主要包括Batch、Semi-Batch和Continuous三种类型。
这些反应器的特点是设备简单、易于控制，但存在反应效率低、难以实现反应过程控制、产品质量难以控制等不足之处。
2. 精细化工新型反应器为了克服传统反应器的不足，人们在反应器结构、外形、工艺控制等方面进行了改进。
新型反应器主要包括微反应器、膜反应器、固定床反应器等。
这些反应器的特点是反应速度快、易于控制、反应效率高、产品质量稳定等。
III. 精细化工合成反应器设计原则1. 反应器结构设计反应器的结构设计是其性能的保证。
优秀的结构可以为反应器提供良好的物理和化学条件，从而获得更高效的反应效果。
2. 反应器材料的选择反应器的材料应具有优良的耐腐蚀性能，同时需要具有较高的机械强度，能够承受高温高压下的反应。
3. 反应器加热方式的选择反应器加热方式的选择要考虑反应物料的物理性质，如是否易燃易爆、易挥发等。
同时也需要考虑对反应效应的影响。
4. 设备的安全设计安全是反应器设计中的重要问题，反应器设计时需要考虑反应器的安全系数。
特别是在反应物料易燃易爆、高温高压等情况下，要对反应器进行更加谨慎的设计。
IV. 精细化工合成反应器的实验研究1. 实验对象的选取在进行反应器实验研究时，首先要确定实验反应物性质及其浓度和反应条件，如反应温度、反应压力等。
2. 实验设备的建立建立实验设备时需要充分考虑反应器的结构设计以及实验条件的控制。
3. 实验结果的分析在实验结果的分析中，需要根据实验数据确定反应机理、反应速率和反应动力学等反应特性参数，从而对反应过程进行准确的研究。
V. 精细化工合成反应器的优化研究1. 反应器运行条件的优化反应器的运行条件直接影响反应结果的优劣。
微型反应器技术在有机合成化学中的应用
微型反应器技术在有机合成化学中的应用有机合成化学是用于制备化合物的一门科学，它涉及到一系列的化学反应。
这些反应需要优化，因为它们通常比较危险，需要高温和高压等条件，并且需要耗费大量的时间和资源。
因此，微型反应器技术的出现改变了有机合成化学的现状。
微型反应器是一种用于处理小规模试验的设备。
它可以在非常短的时间内完成反应，而且具有高效、高稳定性和高可重复性等特点。
微型反应器通常由微型反应器芯和微流体控制系统组成。
微型反应器技术的应用可以分为以下几个方面：1. 合成新化合物微型反应器技术可以用于合成新的化合物。
通过微型反应器技术，可以进行多步反应，并在每个步骤中得到高产率和高选择性的产物。
因此，微型反应器技术可以帮助化学家们发现新的化合物。
2. 加速化学反应的速度微型反应器技术可以加速化学反应的速度。
在微型反应器中，反应物可以更快地溶解，反应也可以更快地进程。
因此，微型反应器技术可以缩短化学反应的时间，提高反应的效率。
3. 优化反应条件微型反应器技术可以优化反应条件。
在微型反应器中，温度、压力和反应物的浓度可以更容易地精确控制。
因此，微型反应器技术可以优化反应条件，提高反应的效果。
4. 减少反应过程中的废物微型反应器技术可以减少反应过程中的废物。
在微型反应器中，反应物可以更充分地利用，废物的数量也会减少。
因此，微型反应器技术可以降低成本和环境污染。
微型反应器技术在实践中的应用有很多。
例如，通过微型反应器技术，可以合成新的药物分子，用于治疗疾病。
这种方法比传统的合成方法更快、更有效，可以为药品研发带来革命性的突破。
除此之外，微型反应器技术还可以应用于有机合成化学之外的其他领域。
例如，在化学传感器和能量储存设备中，微型反应器技术可以用于制备新材料。
总之，微型反应器技术是一种非常有前景的技术，可以应用于有机合成化学的多个领域。
这种技术不仅可以加速反应、提高效率，还可以降低成本和减少环境污染。
精细有机合成技术：有机合成反应计算
苯的单程转化率：
苯的总转化率：
选择性及收率的计算
目 1
录
2
选择性的计算 收率的计算
Contents
原料消耗定额
3
选择性及收率的计算
选择性（以S表示）：指某一反应物转变成目的产物， 其理论消耗的物质的量占该反应物在反应中实际消耗 掉的总物质的量的百分数。设反应物A生成目的产物P， nP表示生成目的产物的物质的量，a，p分别为反应物 A和目的产物P的化学计量系数，则选择性为：
➢有些生产过程，主要反应物每次经过反应器后的转化率并 不太高，有时甚至很低，但是未反应的主要反应物大部分可 经分离回收循环再用。这时要将转化率分为单程转化率x单和 总转化率x总两项。
•设 和 量。 和 量。则：
表示反应物A输入和输出反应器的物质的 表示反应物A输入和输出全过程的物质的
【例2-2】：在苯一氯化制氯苯时，为了减少副产二氯苯的生成量，每 100mol苯用40mol氯，反应产物中含38mol氯苯，1mol二氯苯，还有 61mol未反应的苯，经分离后可回收60mol苯，损失1mol苯，如下图所示。
精细有机合成技术
转化率的计算
• 转化率（以x表示）： 某一种反应物A反应掉的量nA,r占 其向反应器中输入量nA,in的百分数，叫做反应物A的转 化率xA。
式中 nA,out—A从反应器输出的量。均以物质的量表示。
• 一个化学反应以不同的反应物为基准进行计算，可得到不同 的转化率。因此，在计算时必须指明某反应物的转化率。若 没有指明，则常常是主要反应物或限制反应物的转化率。
对氨基苯磺酸钠的质量收率： 在这里，质量收率大于100%，主要是因为目的产物的分子 量比反应物的分子量大。
原料消耗定额
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间歇操作：是将各种原料 按一定顺序和速度加到反 应器中，并在一定的温度 和压力下经过一定的时间 完成特定的反应，然后将 生成物料从反应器中放出。 优点：灵活、投入少。
连续操作：是将各种反应原料按一 定的比例和恒定的速度连续不断地 加入到反应器中，并且从反应器中 以恒定的速度连续不断地排出反应 产物。在正常操作下，在反应器中 的某一特定部位，反应物料的组成、 温度和压力原则上是恒定的。 优点：产品质量稳定、反应效率高、 节能
2、管式连续反应器（理想置换型反应器） 反应原料从管子的入口处进入，在管内向前流动， 经过一定的时间后，从管子的出口处流出。在理想 情况下反应物没有返混作用。 优点是（1）反应速度快，可缩短反应时间。（2） 反应产物中未反应物少，可降低消耗定额，提高产 品质量。主要适用热效应不太大、反应温度不太敏 感以及高压操作的化学过程。
2.3.2 间歇操作反应器
液-液相和液-固相间歇反应器：敞口的反应槽、带 回流冷凝器的反应锅、高压釜。 气-液相和气-固-液三相间歇反应器：通常采用带 气体鼓泡管的锅式反应器或鼓泡塔式反应器。
2.3.3液相连续反应器
两种极限流体模型：理想混合型、理想置换型 1、搅拌锅式连续反应器（理想混合型反应器）
2.3 化学反应器
间歇操作和连续操作
间歇操作反应器
液相连续反应器 气-液相连续反应器 气-固相接触催化连续反应器 气-固-液三相连续反应器
2.3.1间歇操作和连续操作
Hale Waihona Puke 化学反应器必须满足基本要求：
（1）良好传质条件。 （2）良好传热条件。 （3）在反应条件下，具有良好 机械强度和耐腐蚀性能。 （4）能适应反应器的操作方式。
单锅连续反应器：其主要缺点是（1）锅内反应原 料的浓度低，反应速度慢。（2）流出反应产物中 残留一定量的未反应物，从而影响产品收率。（3） 容易发生连串反应，生成较多的副产物。 多锅串联连续操作反应器：其优点如下（1）没有 返混作用。（2）反应速度快，可大大提高设备的 生产能力。（3）可在不同的反应锅中控制不同的 反应温度。（4）反应产物中剩余未反应物的含量 低
2.3.4气-液相连续反应器
2.3.5 气-固相接触催化连续反应器
绝热固定床反应器 列管式固定床反应器 流化床反应器
2.3.6气-固-液三相连续反应器