化工反应过程
化工工艺流程图简介
3.2 工艺方块图
3.2.4 工艺方块图识读 识读的步骤是： 1）了解原料、产品的名称或其来源、去向。 2）按工艺流程次序，了解从原料到最终产品 所经过的生产步骤。 3）大致了解各生产步骤（或设备、装置）的 主要作用。
17
3.2 工艺方块图
2
3.1 概 述
化工生产过程步骤： 1）原料预处理：依据化学反应要求对原料进行处理，
多为物理过程。（固体原料破碎、磨细和筛分） 2）化学加工 3）产物后处理：蒸馏、吸收、萃取、结晶等
由上述所见，化工生产可视为由物理过程和化学过 程两类过程组成。考虑到被加工物料的不同形态、 过程原理和采用方法的差异，可将物理过程进一步 细分为一系列的遵循不同物理定律，具有某种功用 的基本操作过程，称之为化工单元操作。
填料塔
V 04 08 A 真空受槽
(b)管道交叉
板式塔
喷洒塔
设用备粗序实号线来绘制主 相要同物设备料的的序工号艺流程
线，用箭头标明物
料的流向，并在流 浮头式列
管换热器
套管式换热器
釜式换热器
设程备名线称的起始和终了 位置注明物料的名
称、来源或去向12。
3.2 工艺方块图
3.2.3 工艺方块图的绘制
工艺方块图绘制的步骤 1）根据原料转化为产品的顺序，自左向右、从上到下用细 实线绘出反映单元操作、反应过程或车间、设备的矩形， 次要车间或设备按需要可以忽略。要保持它们的相对大小， 同时各矩形间应保持适当的位置，以便布置工艺流程线。 2）用带箭头的细实线在各矩形间绘出物料的工艺流程线， 箭头的指向要和物料的流向一致，并在起始和终了处用文 字注明物料的名称或物料的来源、去向。 3）若两条工艺流程线在图上相交而实际并不相交应在相交 处将其中一条线断开绘出。 4）流程线可加注必要的文字说明，如原料来源，产品、中 间产物、废物去向等。
化工过程分析及流程设计
采用环保型的工艺技术和设备，减少污染 物的产生和排放。同时，加强废弃物的处 理和处置，采用废弃物资源化利用技术， 实现废弃物的减量化、无害化和资源化。
06 未来化工流程设计的发展 趋势
智能化与自动化
智能化技术应用
自动化物流系统
利用人工智能、大数据和机器学习等 技术，实现化工过程的智能监控、预 测和优化，提高生产效率和安全性。
节能减排技术
推广节能减排技术，降低生产过程中的能源消耗和污染物排放。
数字化与虚拟化
数字化建模与仿真
利用数字化建模和仿真技术，对化工过程进 行精确模拟和预测，优化工艺参数和流程设 计。
虚拟现实技术应用
利用虚拟现实技术，实现化工过程的虚拟操作、培 训和维护，提高操作人员的技能水平。
数字化决策支持系统
建立数字化决策支持系统，实现生产过程的 实时监控、分析和预警，提高决策效率和准 确性。
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2. 进行工艺流程设计 1. 确定生产任务和目标
01
03 02
化工流程设计的基本步骤
4. 进行工艺流程模拟与优 化
6. 进行安全评估与环保评 价
5. 完成流程图绘制和文档 编写
7. 最终审核与批准
化工流程设计的基本要素
设备
选择合适的设备， 包括反应器、分离 器、换热器等。
控制方案
设计有效的控制系 统，确保生产过程 的稳定和安全。
03 热力学过程分析：等温过程、绝热过程、多变过 程。
化学平衡与反应动力学
化学平衡
01
平衡常数、反应方向与限度。
反应动力学
02
速率方程、反应速率常数、活化能。
催化剂与反应机理
化工工艺流程
化工工艺流程
《化工工艺流程简介》
化工工艺流程是指在化工生产过程中，物质从原材料经过一系列的物理、化学变化，最终转化成所需的产品的过程。
化工工艺流程包括原材料的采购、原料的预处理、反应、分离、纯化和产品制备等环节。
下面将简要介绍化工工艺流程的一般步骤。
首先是原材料的采购，原材料是化工生产的起始物质，其质量和性能将直接影响产品的质量。
对原材料的选择和采购需要进行严格控制，确保原材料符合生产的要求。
其次是原料的预处理，包括原料的搅拌、加热、冷却、过滤等操作，目的是将原料进行预处理，为后续的反应提供良好的条件。
接着是反应过程，这是化工生产的核心环节。
在反应釜或反应塔中，原材料在一定的温度、压力和催化剂的作用下进行化学变化，生成所需的中间产物。
然后是分离过程，反应结束后，需要将产物与副产物、催化剂等进行分离。
这包括蒸馏、结晶、萃取、吸附、离心等操作，以获取目标产品。
随后是产品的纯化，对产品进行进一步的提纯，以消除杂质、提高产品纯度。
这通常包括精馏、结晶、再结晶等操作。
最后是产品的制备，将纯化后的产物进行成型、包装等操作，最终得到符合要求的成品。
化工工艺流程是一个复杂且严谨的过程，需要严格控制各个环节，确保产品的质量和安全。
通过科学的工艺设计和精细的操作，可以实现高效、安全、环保的化工生产。
简述化工生产过程
简述化工生产过程化工生产过程是指将原材料经过一系列物理、化学和生物变化，转化为人们所需的化学产品的过程。
化工生产过程通常包括原料准备、反应、分离、纯化和成品制备等多个环节。
本文将对化工生产过程进行简述。
化工生产的第一步是原料准备。
原料可以是化石燃料、矿石、植物提取物、天然气等。
不同的化工产品需要不同的原料，因此原料准备是确保化工生产顺利进行的关键环节。
在原料准备过程中，需要进行原料的检测和筛选，确保原料的质量符合生产要求。
接下来是反应过程。
反应是化工生产过程中最重要的环节之一。
通过不同的反应方式，原料可以发生化学变化，生成所需的化学物质。
反应过程中，需要控制反应温度、压力、反应时间等参数，以确保反应的效果和产物的质量。
分离是化工生产过程中的另一个重要环节。
在反应过程中，产生的化学物质通常与其他杂质混合在一起，需要进行分离。
常用的分离方法包括蒸馏、结晶、萃取、吸附等。
通过这些分离方法，可以将所需的化学物质从混合物中提取出来，并得到纯净的产物。
纯化是为了提高化学物质的纯度而进行的过程。
纯化过程可以通过再结晶、溶剂萃取、蒸馏等方法实现。
通过纯化，可以去除产物中的杂质，提高产物的纯度和质量。
最后是成品制备。
在成品制备过程中，将纯净的化学物质按照一定的配方和工艺进行加工，制成最终的化工产品。
成品制备过程中需要进行混合、加热、冷却、干燥、包装等操作，以确保产品的质量和外观符合要求。
化工生产过程中，安全是一个非常重要的考虑因素。
化工生产涉及到的原料和产物往往具有一定的危险性，需要进行严格的安全措施。
化工企业应制定相应的安全规范和操作规程，确保生产过程中的安全性。
化工生产过程中还需要进行工艺优化和节能减排。
通过对生产过程进行优化，可以提高生产效率，减少能源消耗和废物产生。
节能减排不仅有助于企业的经济效益，还可以减少对环境的负面影响，保护生态环境。
化工生产过程是将原料经过一系列变化转化为化学产品的过程。
原料准备、反应、分离、纯化和成品制备是化工生产过程中的关键环节。
化工反应知识点总结
化工反应知识点总结化工反应是指利用化学原理和技术，通过改变化学物质的分子结构和化学性质，使其发生化学变化，从而获得所需要的化学产品或物质的过程。
在化工生产中，反应是一个非常重要的环节，它直接影响着产品的质量、产量、能耗和生产成本。
因此，对化工反应的研究和掌握是化工工程师和科研人员必备的基础知识。
一、化工反应的基本概念：1. 反应动力学：指的是反应速率、反应机理和反应热力学等方面的研究。
在化工反应中，了解反应的速率规律和影响因素对于提高反应效率、控制反应过程和设计反应器具有重要意义。
2. 反应平衡：化工反应达到平衡时，反应物和生成物之间的浓度或活性不再发生变化，称为化学平衡。
平衡常数和平衡常数与温度的关系对化工反应的平衡研究具有重要的指导意义。
3. 反应机理：指的是反应的分子层面上发生的化学过程。
了解反应物质的物理化学性质和反应过程的机理对于设计合适的反应条件、反应器和控制反应过程具有重要意义。
二、常见的化工反应类型：1. 氧化反应：包括燃烧、氧化还原、氧化分解和有机氧化等。
例如，炼油过程中的燃烧反应、大气污染中的氧化还原反应、化工合成中的氧化分解反应等。
2. 还原反应：与氧化反应相反，指的是物质失去氧化状态的化学反应。
3. 酸碱中和反应：酸碱中和是指酸和碱相遇形成盐和水的反应。
在化工中，常见的酸碱中和反应包括中和氢氧化钠制取氯化钠和中和硫酸制取硫酸铜等。
4. 含氮化合物的合成：包括氨的合成、尿素的合成、氨基酸的合成等，这些化合物广泛应用于农业、医药、化肥、合成树脂和塑料等领域。
5. 含氧化合物的合成：包括醇的合成、醛的合成、酮的合成、醚的合成、酸的合成、酯的合成、脂肪酸的合成、脂的合成等。
这些化合物广泛应用于医药、香料、染料、树脂、塑料、表面活性剂等领域。
6. 含硫化合物的合成：包括硫醇的合成、硫醚的合成、硫酮的合成、硫酸盐的合成等。
这些化合物在橡胶、橡胶助剂、染料、医药、杀虫剂、香料等领域有广泛的应用。
化工工艺流程及反应方程式
化工工艺流程及反应方程式英文回答：Chemical engineering processes involve the design, operation, and optimization of chemical processes and equipment used to transform raw materials into valuable products. These processes often involve various reactions and steps that are carefully controlled to achieve the desired outcome.One example of a chemical engineering process is the production of ethanol from corn. The process involves several steps, including milling the corn to create cornmeal, cooking the cornmeal with water to release the starch, and then fermenting the starch with yeast to produce ethanol. The overall reaction can be represented by the following equation:C6H12O6 (glucose) → 2 C2H5OH (ethanol) + 2 CO2 (carbon dioxide)。
In this reaction, glucose is converted into ethanol and carbon dioxide. The process requires careful control of temperature, pH, and oxygen levels to ensure optimal fermentation and ethanol production.Another example is the production of polyethylene, a commonly used plastic. The process involves the polymerization of ethylene monomers to form long chains of polyethylene. The reaction is typically carried out in the presence of a catalyst, such as a transition metal complex. The overall reaction can be represented by the following equation:n CH2=CH2 (ethylene) → (-CH2-CH2-)n (polyethylene)。
化工加工过程及单元操作.
预热杀菌
加糖
真空浓缩
冷却与过筛 包装、检验
出粉
成品
喷雾干燥
过滤
单元操作的分类
单元操作按其理论基础可分为下列三类： （1）流体流动过程（fluid flow process）:
包括流体输送、搅拌、沉降、过滤等。
（2）传热过程（heat transfer process）:
包括热交换、蒸发等。
平衡状态是自然界中广泛存在的现象。 以食盐的溶解和结晶为例：
2 课程性质、内容及任务
2.1 课程性质 食品工程原理是食品工程等工科专业的专业基础课。 先修课：高等数学、物理、物理化学、机械制图等。 2.2 课程内容 本课程主要介绍“三传理论”和 “单元操
作” 。
2.3 课程任务
介绍三传理论，即流体流动、传热、传质的基本原理； 掌握主要单元操作的典型设备构造、操作原理、计算、 选型及实验研究方法； 培养学生运用基础理论分析和解决化工单元操作中各种 工程实际问题(计算、选型及实验研究方法)的能力。
Байду номын сангаас
单元操作的应用及特点
若干个单元操作串联起来组成一个工艺过程。
均为物理性操作，只改变物料的状态或其物理性质， 不改变其化学性质。
同一食品生产过程中可能会饱含多个相同的的单元 操作。 单元操作用于不同的生产过程其基本原理相同，进 行该操作的设备也可以通用。
单元操作与食品加工
奶粉生产工艺流程
杀 菌：传热； 真空浓缩：传热、传质、流体流动； 过 滤：流体流动…..
“三传理论”是单元操作的理论基础，单 元操作是“三传理论”的具体应用。 同时，“三传理论”和单元操作也是化学 工程技术的理论和实践基础。
轻烃制氢流程
轻烃制氢流程全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：轻烃是一种重要的石油化工产品，主要由碳氢化合物组成，如甲烷、乙烷、丙烷等。
轻烃在工业生产和生活中有着广泛的应用，而制氢是其重要的衍生产物之一。
制氢是一种重要的化工反应，可用于工业领域、能源生产和氢能源等领域。
本文将介绍轻烃制氢的流程及其相关知识。
一、轻烃制氢的基本原理轻烃制氢的基本原理是将轻烃（如甲烷、乙烷等）与氧气（或空气）反应，在一定条件下生成氢气和二氧化碳。
具体反应式如下：CnHm + (n + m/4)O2 → nH2 + m/2CO2n和m分别代表碳和氢的摩尔数。
二、轻烃制氢的流程1. 原料准备：轻烃（如甲烷、乙烷等）作为主要原料，氧气或空气作为氧化剂，准备好所需的原料。
2. 混合和预热：将轻烃和氧气或空气混合，并通过预热装置升温至反应温度。
3. 反应：混合好的原料通过反应器，在催化剂的作用下进行氧化反应，生成氢气和二氧化碳。
4. 分离纯化：通过冷凝和分离等方法，将生成的氢气和二氧化碳进行分离和纯化。
5. 储存和利用：将制得的氢气储存或用于其他工业生产。
轻烃制氢的流程是一个比较简单的化工过程，但在实际应用中需要考虑到反应条件、催化剂选择、工艺优化等方面，以提高制氢的效率和产量。
三、轻烃制氢的应用领域1. 工业领域：制氢后可用于工业生产中的氢气喷吹、氢气氧化反应、氢气化学反应等。
2. 能源生产：氢气作为清洁能源的替代品，可用于燃料电池发电、氢燃料汽车等领域。
3. 氢能源：制氢是氢能源的重要途径之一，可以促进氢能源的发展和应用。
轻烃制氢是一种重要的化工反应过程，在工业生产和能源领域有着重要的应用。
通过对轻烃制氢的流程和应用的了解，可以更好地推动相关领域的发展和进步。
【以上内容为人工智能根据输入内容整理生成，仅供参考】。
第二篇示例：轻烃制氢是一种常见的工业生产方法，通过利用轻烃类化合物来制备氢气。
氢气在化工领域有着广泛的应用，可以用于氢化反应、氢气清洗等多种工艺中。
化工反应过程之釜式反应器
釜式反应器的搅拌装置
搅拌器的作用，通过搅拌达到物料的充分混合，增强 物料分子碰撞，强化反应器内物料的传质传热
搅 拌 器 类 型
搅拌器的选型主要根据物料性质、搅拌目的 及各种搅拌器的性能特征来进行
釜式反应器的搅拌装置
挡板：一般是指固定在反应釜内壁上的长条
挡 形板挡板。它可把切线流转变为轴向流和径 板 向流，增大了液体的湍动程度，从而改善了
多个连续操作釜式反应器的串联
FA0
FA1
C A0
CA1
1
FA2
CA2
2
FAi1
C Ai 1
FAi
CAi
i
FAN 1 CiN 1
FAN
CiN N
任一釜物料衡算 FA(i1)dt FAidt (rA )iVRidt 0
VR i
FA0
(x Ai x A(i1) ) (rA )i
c A0 V0
(x Ai x A(i1) ) (rA )i
V0 c p (T T0 ) KA(T TW ) VR (rA )(H r )
连续操作釜式反应器的热稳定性
热稳定性判断：
放热速率： QR VR (rA )(H r ) 恒容一级不可逆反应：
QR
V0cA0 (H r )k0 exp( E RT) 1 k0 exp( E RT)
移热速率： QC V0 c p (T T0 ) KA(T TW )
热稳定条件： Qc QR
dqr dqg dT dT
连续操作釜式反应器的热稳定性
操作参数的影响：
着火点和熄火点
定态温度会随着操作条件的改变而改变。 放热反应可能有多定态；吸热反应：定态唯一。
项目四、釜式反应器的技能训练
烷化工艺流程
烷化工艺流程烷化是一种重要的有机化工工艺，可以将烷烃与饱和脂肪酸或酸酐进行反应，生成相应的酯化物。
烷化工艺在化工领域应用广泛，主要用于生产酸酐、润滑油、香料等产品。
下面将介绍一种常见的烷化工艺流程。
首先，需要准备反应的原料。
反应的烷烃可以是甲烷、乙烷、丙烷等，饱和脂肪酸可以是硬脂酸、棕榈酸等。
通常情况下，烷烃和酸酐不会直接反应，需要在反应液中加入催化剂，常用的催化剂有酸性固体催化剂和酸性液体催化剂。
其次，将烷烃、酸酐和催化剂按一定的比例加入反应釜中。
反应釜通常是由不锈钢等耐腐蚀材料制成，具有适当的搅拌和加热装置。
在反应过程中，搅拌可以促进反应物的混合和传质，而加热则可以提高反应速率。
接着，需要进行反应的控制。
在烷化工艺中，反应的控制主要包括温度、反应时间和压力。
温度可以影响反应的速率和选择性，通常选择在适宜的温度范围内进行反应。
反应的时间一般较短，通常几小时到几十小时不等。
压力的选择一般为常压或略高于常压，可以根据具体反应进行调节。
完成反应后，需要对反应液进行后处理。
首先，需要将反应液中的催化剂去除，常用的方法有真空蒸馏、离心沉淀等。
接着，可以进行相应的分离和纯化工艺，如酯化产物的分离、水洗、脱水、中和等。
最后，通过蒸馏、结晶、萃取等方法，可以得到所需的纯品。
烷化是一种相对较简单的有机化工工艺，但在实际生产中，还需要考虑很多实际因素。
例如，反应产物的纯度要求、废气处理、能源消耗等问题都需要加以考虑。
此外，烷化工艺还可以进行改进和优化，以提高产物的产率和选择性。
总的来说，烷化是一种重要的有机化工工艺，通过将烷烃与饱和脂肪酸或酸酐进行反应，可以得到相应的酯化物。
烷化工艺流程中，需要准备原料，加入催化剂，控制反应的温度、时间和压力，完成后进行后处理，最终得到所需的纯品。
在实际生产中，还需要考虑很多实际因素，并可以进行改进和优化。
化工工艺学 第二章 化工生产过程的基础知识
第一节化工生产过程及工艺流程一、化工生产过程在化工生产中，将原料经过一系列的物理和化学加工处理制成目标产物的过程称为化工生产过程。
化工生产过程一般是由原料预处理、化学反应、产物的分离与精制及“三废”治理四个部分组成。
1 原料预处理在化工生产中，当一个反应确定之后，它就必须对原料有一定的要求，原料预处理的目的是为了使其达到化学反应所需要的条件。
例如：对固体原料需要进行粉碎、筛选，除去部分杂质；对液体原料一般需要配制成一定的浓度，再进行加热或气化；对气体原料通常需要一定的温度和压力等。
2 化学反应化学反应是化工生产过程的核心部分，通过化学反应实现原料到产物的转化过程。
1)化学反应的种类及条件◆化学反应种类很多，按反应体系中物料相态的不同分为均相反应和非均相反应；◆按催化剂的使用与否分为催化反应和非催化反应，当催化剂与反应物处于同一相态时称为均相催化反应，处于不同相态时称为非均相催化反应；◆按化学反应的特性分为氧化、还原、加氢或脱氢、聚合、缩合、重排、烃化、酰化、重氮化、硝化、磺化、歧化、异构化反应等。
实现化学反应通常需要一定的条件，如反应的温度、压力、催化剂、溶剂以及原料投料配比如何、反应的停留时间多少。
所以如何使反应过程进行较为合理，是化工工艺所要讨论的重点内容。
2)化学反应器实现化学反应过程的设备称为化学反应器，它是化工生产的关键设备。
反应器的设计和选型十分重要，这是因为反应器中进行的反应过程通常比较复杂，在反应的同时还有动量、热量和质量的传递。
由于各单元反应的特点各异，所以对反应器的要求也不相同，工业生产过程不仅与反应本身的特性有关，而且还与反应设备的特性有关。
反应器的种类繁多，结构各异，既可以按照反应的特性分类，也可以按照设备的特性进行分类。
◆按反应器中物质相态、反应器可分为均相和非均相反应器；◆按反应器的结构可分为釜式（槽式）、管式、塔式、固定床、流化床反应器等；◆按操作方式可分为间歇式、半间歇式和连续式反应器；◆按操作温度分为恒温式（等温式）和非恒温式反应器；◆按反应器与外界有无热量的传递可以分为绝热式和外部换热式反应器等。
化工过程中的反应机理和优化
化工过程中的反应机理和优化化工反应是化学工业的核心，它是原材料转化为有用产品的关键步骤。
反应机理的研究和优化对于生产工艺的改进、产品质量的提高以及资源利用率的增加都具有至关重要的意义。
一、反应机理反应机理是指一种化学反应中，反应物经过中间体的转化，最终转化成为产物的整个过程。
建立化学反应机理是探究反应规律和优化生产过程的基础，所以在化学反应领域里，探究反应机理的研究是非常重要的。
1.1 机理研究意义通过反应机理的研究，可以深入了解反应机制和过程，掌握反应的规律。
这有助于提高反应速率、提高产物选择性和减少产物副反应。
此外，研究反应机理还能够为反应的工艺改进和生产过程的优化提供科学依据。
1.2 机理研究方法化学反应的机理研究通常采用实验研究、理论计算和模拟计算三种方法。
实验研究以反应物质量变化和产物质量变化为线索，通过检测反应特征和中间体的形成与消失来确定反应机理。
理论计算则通过计算分子内部电荷、键能、基态分子轨道等量来预测化学反应发生与否，以及反应过程中中间体、中转态等的性质。
模拟计算则是模拟分子的构象、振动状态以及其与溶剂相互作用的情况，来研究反应机理。
二、反应优化反应优化的目的是使得化学反应的效率和选择性更高，且副反应更少。
反应优化的过程就是通过针对化学反应过程和反应热力学规律的研究，以及针对反应条件和反应器参数优化的过程，达到最优条件，使化学反应得以实施。
2.1 反应条件优化反应条件的优化是指通过反应温度、反应时间、反应浓度和溶剂选择等方面进行优化。
其中比较重要的是温度选择，因为化学反应的速率与温度成正比。
2.2 反应器参数优化反应器参数的优化是指反应釜的运行方式以及反应釜内部设计的优化。
如通过采用搅拌反应器、流动反应器等，使反应物快速充分混合形成更好的反应热力学条件。
反应器内部设计的优化是指如何选择反应容器的结构、配件和附件等。
例如，提高反应器的内部流动性，提高反应器内部物质的便于迅速混合的有效性，为反应的持续进行创造良好的物理环境和化学环境，减少不必要的化学反应的发生。
化学反应工程 第二章
第二章 气－固相催化反应宏观动力学 概述在化工生产中，有许多重要的反应都是气－固相催化反应。
42223323322222233332322CH H O CO H CH OH +0.5O HCHO+H OCO H CH OHCH CHCH NH O CH CHCN H ON H NH +++=++=++从上述反应可以得出气－固相催化反应的特点。
1. 反应特点1）反应物和产物均为气体；2）使用固体催化剂，具有惊人的内表面； 3）反应区在催化剂颗粒内表面。
2. 反应步骤反应区在颗粒内部，整个反应过程是由物理过程和化学反应过程组成的，反应分5步进行。
1）反应物从气相主体扩散到颗粒外表面——外扩散；2）反应物从颗粒外表面扩散进入颗粒内部的微孔道——内扩散； 3）反应物在孔道的内表面进行化学反应，反应分三步串联而成： 反应物在活性位上被吸附； 活性吸附态组分进行化学反应； 吸附态产物的脱附4）反应产物从内表面上扩散到颗粒外表面； 5）反应产物从颗粒外表面扩散到气相主体。
第1、5步称为外扩散过程，第2、4步称为内扩散过程，第3步称为本征动力学过程。
在颗粒内表面上发生的内扩散和本征动力学是同时进行的，相互交织在一起，因此称为扩散－反应过程。
3.宏观动力学气－固相催化反应速率，是反应物和反应产物在气相主体、固体颗粒外表面和内表面上进行物理过程和化学过程速率的“总和”，称之为总体速率。
气－固相催化反应动力学包含了物理过程和化学反应过程，称之为宏观动力学，其速率称为总体速率。
4.本章主要内容讨论气－固相催化反应宏观动力学的基本理论，主要内容有以下几方面。
1）催化剂颗粒内气体的扩散；2）催化剂颗粒内扩散－反应过程的关联方法——内扩散有效因子；3）宏观动力学方程，或称之为总体速率方程的建立。
第一节气－固相催化反应的宏观过程2－1 气－固相催化反应过程中反应组分的浓度分布设某反应的关键组分为A；催化剂为球形，关径R p；颗粒内活性组分均匀分布；颗粒外表面有滞流边界层；A 在气相主体、颗粒外表面、内表面的浓度分别为C Ag 、C As 、 C Ac ；平衡浓度为C A *。
化工-第九章 多相反应过程
则A的吸附为控制步骤。
③脱附控制：
当反应 R R+ 为控制步骤： 脱附速率rA： k[ p A pB / ps pR / K )] rA 1 K A p A K B pB K s ps ( K R K )( p A pB / ps ) 一般形式： （推动力项） k r= n （吸附项）
法国国家科学研究中心近日发布的材料介绍说， 根据双方刚刚签署的协议，法日两国的多所研究 机构和大学将共同参加“催化与环境”国际研究 小组。在未来4年里，研究小组的主攻课题是减 少氮氧化物、开发燃料电池以及发展绿色化工等。 法日两国科学家在环境催化领域的合作已有10多 年历史，并取得了可喜成果。法国国家科学研究 中心称，国际社会目前面临着保护环境和节约能 源的严峻挑战，双方组建新的联合研究小组，目 的以加强双方在环境催化领域的研究与合作，促 进绿色化工的进步。 大大提高环境催化技术的 水平，进一步推动新型化工的可持续发展。
内扩散过程对整个反应的影响： ①内扩散效率因子与内表面利用率： 研究内表面上的实际反应量和理论反应量的关系，两 者之比为内扩散效率因子η2（内部效率因子）。
le 0 2 n l kc0 l
l
kc n dl
le :内孔有效长度；c0 :气流主体浓度；
表示存在内扩散阻力时，微孔表面上有一部分被利用 了，另一部分没有被用于反应。所以内扩散效率因子 也可以理解为内表面利用率。
内扩散阻力大小的判断： 表观活化能和反应级数： 内扩散阻力较大时，表观活化能趋于：1/2（E反+E扩）； 反应级数趋于：1/2（n+1）。 反应速率和选择率减少催化剂颗粒直径：若反应速率和选择 率随催化剂颗粒直径减小而提高，则内扩散阻力影响不能忽 视。
煤化工过程
nCO (2n 1)H2 CnH2n 2 nH2O CH3OH nCO 2nH2 CnH2n 1CH2OH nH2O CO H2 HCHO 2CO 4H2 CH3OCH3 H2O 2CH3OH CH3OCH3 H2O CH3OH nCO 2(n -1)H2 CnH2n HCOOH (n -1)H2O
量增加，作费用增加。空速过小，则不能满足生产任务
要求。
三、甲醇生产方法
高压法
高压法是在压力为30MPa，温度为300～400℃下使 用锌铬催化剂合成甲醇
低压法
液相法
浆态床工艺 液相络合催化法
气相法
中压法
中压法是在低压法基础上开发的在5～10MPa压力下 合成甲醇的方法，其工艺流程如图8-5所示
甲醇的合成-高压法
一、煤化工过程
煤化工过程是以煤为原料，通过物理与化学加工把 煤转化为气体、液体、固体燃料以及化学品，包括煤 的焦化、煤的气化、煤的液化、合成气化工和焦油化 工等工业过程。
一、煤炭的结构
1.1 煤化工过程-焦化
在隔绝空气条件下，将煤加热到950 ℃ ～1050℃，经 过干燥、热解、熔融、黏结、收缩等工艺步骤制的焦 炭，该过程称为高温烧焦或高温干馏，简称焦化。
Gas Cleaning
Products/ Byproducts Utilization
Gas Separation
Power
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Fuels
Process Heat/Steam Electricity
Liquids Conversion Fuels/Chemicals
工
实践证明，当C0含量高时，温度不易控制，且会导致羰
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1. 下列反应没有涉及到链反应的是___B____。
A.石油裂解B.酯化反应C.烃类氧化D.聚合反应2. 一级连串反应A→P→S在全混流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度CP,max=___B____。
A.CA0(K1/K2)K2/(K2-K1)B.CA0/[(K2/K1)12+1]2C.CA0(K2/k1)k2/(k2-k1)D.CA0/ [(K1/K2)12+1]23. 下列属于平行反应的是__C___。
A.A+B→PB.{A+B→PP+B→RC.A→P(主），A→S(副）D.A+B→P=R+S4. 反应器中等温进行着A→P(1)和A→R(2)两个反应，当降低A的浓度后，发现反应生成P的量显著降低，而R的生成量略降低，表明( A )A.反应(1)对A的反应级数大于反应(2)B.反应(1) 对A的反应级数小于反应(2)C.反应(1)的活化能小于反应(2)D.反应(1)的反应速率常数大于反应(2)5. 串联反应A→P（目的）→R+S，目的产物P的得率Xp=__B___。
A.np-np0nA0-nAB.np-np0nA0C.np-np0ns-ns0D.np-np0nR-nR06. 一级连串反应A→P→S在平推流管式反应器中，则目的产物P的最大浓度CP,max=___A____。
A.CA0（K1/K2)K2/(K2-K1)B.CA0/[(K2/K1)12+1]2C.CA0（K2/K1)K2/(K2-K1)D.CA0/[(K1/K2)12+1]27. 如果平行反应A→P（主），A→S（副）均为一级不可逆反应，若E主>E副,提高收率ΦP应___C__。
A.提高浓度B.降低浓度C.提高温度D.降低温度8. 反应N2+3H2⇒2NH3，已知k=0.81l•s/mol，则反应级数n=___C____。
A.0B.1C.2D.39. 气相反应CO+3H2﹦CH4+H2O进料时无惰性气体，CO与H2以1:2摩尔比进料,则膨胀因子δCO=__A___。
A.-2B.-1C.1D.210. 反应3A→P，已知k=0.15mol/l·s，则反应级数n=___A____。
A.0B.1C.2D.311. 如果平行反应A→P（主），A→S（副）均为一级不可逆反应，若E主>E副,提高选择性SP应__B___。
A.提高浓度B.提高温度C.降低浓度D.降低温度12. 化学反应速率式为-rA=KcCAαCBβ，如用浓度表示的速率常数为Kc,用压力表示的速率常数为Kp，则Kp=__D___Kc。
A.(RT)-α+βB.(RT)(α+β)C.(RT)(α-β)D.(RT)-(α+β)13. 串联反应A→P（目的）→R+S,目的产物P的总收率Φp=__A___。
A.np-np0nA0-nAB.np-np0nA0C.np-np0nS-nS0D.np-np0nR-nR014. 反应A+B→C，已知k=0.15s-1，则反应级数n=___B____。
A.0B.1C.2D.315. 一级连串反应A→P→S在平推流管式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间topt= ___C____。
A.1K1K2B.ln(K1/K2)K2-K1C.ln(K2/K1)K2-K1D.ln(K2/K1)K1K216. 化学反应速率式为-rA=KcCAαCBβ，如用浓度表示的速率常数为Kc,用压力表示的速率常数为Kp，则Kc=__B___Kp。
A.(RT)-(α+β)B.(RT)(α+β)C.(RT)(α-β)D.(RT)-α+β17. 某液相反应，其反应式可写成A+C→R+C这种反应称为( B)A.均相催化反应B.自催化反应C.链锁反应D.可逆反应18. 气相反应2A+B→3P+S进料时无惰性气体，A与B以2:1摩尔比进料，则膨胀因子δA=___C__。
A.-1B.-1/2C.1/2D.119. 一级连串反应A→P→S在间歇式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的反应时间topt= __D_____。
A.1K1K2B.ln(K1/K2)K2-K1C.ln(K2/K1)K1K2D.ln(K2/K1)K2-K120. 串联反应A→P（目的）R+S,目的产物P与副产物S的选择性Sp=__C___。
A.np-np0nA0-nAB.np-np0nA0C.np-np0ns-ns0D.np-np0nR-nR021. 气相反应A+B→3P+S进料时无惰性气体，A与B以1:1的摩尔比进料，则膨胀因子δA=__D___。
A.-2B.-1C.1D.222. 一级连串反应A→P→S在全混流釜式反应器中进行，使目的产物P浓度最大时的最优空时τopt= ___D____。
A.ln(K2/K1)K2-K1B.ln(K1/K2)K2-K1C.ln(K2/K1)K1K2D.1K1K223. 一级连串反应A→P→S在间歇式反应器中，则目的产物P的最大浓度CP,max=_____A__。
A.CA0(K1/K2)K2/(K2-K1)B.CA0/[(K2/K1)12+1]2C.CA0(K2/K1)K2/(K2-K1)D.CA0 /[(K1/K2)12+1]224. 反应C4H10→2C2H4+H2，k=2.0s-1，则反应级数n=___B____。
A.0B.1C.2D.325. 反应NaOH+HCl→NaCl+H2O,已知k=0.1l·s/mol,则反应级数n=__C___。
A.0B.1C.2D.326. 气相反应N2+3H2﹦2NH3进料时无惰性气体，N2与H2以2:3摩尔比进料,则膨胀因子δH2=__B___。
A.-1B.-2/3C.2/3D.127. 气相反应2NO+H2﹦N2+H2O进料时无惰性气体，CO与H2以1:2摩尔比进料,则膨胀因子δNO=__B___。
A.-1B.-1/2C.1/2D.128. 对于反应a A+bB→Pp+Ss，则rp=_____(-rA)。
A.p|a|B.paC.apD.|a|p29. 气相反应2A+B→3P+S进料时无惰性气体，A与B以3:2的摩尔比进料，则膨胀因子δB=___D__。
A.-1B.1/3C.2/3D.130. 气相反应4A+B→3R+S进料时无惰性气体，A与B以3:1的摩尔比进料，则膨胀因子δA=___C__。
A.1/4B.2/3C.-1/4D.-2/331. 反应A+B→C,已知k=0.45mol/l·s,则反应级数n=__A___。
A.0B.1C.2D.31. 当构成反应机理的诸个基元反应的速率具有相同的数量级时，既不存在速率控制步骤时，可假定所有各步基元反应都处于_______。
参考答案：拟定常态你的答案：2. 化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为Kc，用气体摩尔分率表示的速率常数Ky，则Kc=_______Ky参考答案：(RTp)n你的答案：3. aA+bB→pP+sS对于反应，则rp=_______(-rA)参考答案：P|a|你的答案：4. 一个可逆的均相化学反应，如果正、逆两向反应级数为未知时，采用______________法来求反应级数。
参考答案：初始速率法你的答案：5. 着眼反应组分K的转化率的定义式为_______。
参考答案：χK=nK0-nknK0你的答案：6. 平行反应A→P(主)，A→S(副)均为一级不可逆反应，若E主＞E副，选择性Sp与_______无关，仅是_______的函数。
参考答案：浓度、温度你的答案：7. 化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为Kc，用逸度表示的速率常数Kf，则Kc=_______kF参考答案：(RT)n你的答案：8. 一级连串反应A→P→S在间歇式全混流反应器中，则目的产物P的最大浓度CP.max=______、τopt参考答案：(k1/k2)k2(k2-k1)、ln(K2/K1)K2-K1你的答案：9. 一级连串反应A→P→S在平推流釜式反应器中，则目的产物P的最大浓度CP.max=______、τopt参考答案：(k1/k2)k2(k2-k1)、ln(K2/K1)K2-K1你的答案：10. 化学反应速率式为-rA=KcCAαCBβ,用浓度表示的速率常数为Kc，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数KP，则=KC=_______KP。
参考答案：(RT)α+β你的答案：11. 对于恒容的_______管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。
参考答案：平推流你的答案：12. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。
参考答案：反应速率你的答案：13. 在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有一个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，他的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于_______。
参考答案：拟平衡常态你的答案：14. 当计量方程中计量系数的代数和等于零时，这种反应称为_______，否则称为_______。
参考答案：等分子反应、非等分子反应你的答案：15. 平行反应A→P(主)，A→S(副)均为一级不可逆反应，若E主＞E副，提高选择性应Sp_____。
参考答案：提高温度你的答案：1. 分批式完全混合反应器操作的优化分析是以_______、_______为目标进行优化的。
参考答案：平均生产速率YR最大、生产经费最低你的答案：2. 链反应的三个阶段为_______、_______、_______。
参考答案：链的引发、链的传播、链的终止你的答案：3. 平行反应A→P(主)，A→S(副)均为一级不可逆反应，若E主＞E副，提高选择性应Sp_____。
参考答案：提高温度你的答案：4. 对于恒容的_______管式反应器平均停留时间、反应时间、空时一致。
参考答案：平推流你的答案：5. 着眼反应组分K的转化率的定义式为_______。
参考答案：χK=nK0-nknK0你的答案：6. 一级连串反应A→P→S在间歇式全混流反应器中，则目的产物P的最大浓度CP.max=______、τopt参考答案：(k1/k2)k2(k2-k1)、ln(K2/K1)K2-K1你的答案：7. 生成主产物的反应称为_______，其它的均为_______。
参考答案：主反应、副反应你的答案：8. 化学反应的总级数为n，如用浓度表示的速率常数为Kc，用逸度表示的速率常数Kf，则Kc=_______kF参考答案：(RT)n你的答案：9. 化学反应速率式为-rA=KcCAαCBβ,用浓度表示的速率常数为Kc，假定符合理想气体状态方程，如用压力表示的速率常数KP，则=KC=_______KP。
参考答案：(RT)α+β你的答案：10. 活化能的大小直接反映了______________对温度的敏感程度。