化学反应工程PPT课件

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
(1)不失真 (2)能满足应用要求 (3)能适应当 前实验条件,以便进行模型鉴别和参数估值(4) 能适应现有计算机的能力
精品ppt
19
1.6 工程放大与优化
❖ 工程放大和优化:将实验室和小规模生产的研究 成果推广到大型工业生产装置,要综合各方面的 有关因素提出优化设计和操作方案,即工程放大 和优化。
精品ppt
21
数学模型放大法:
基础实 验测试
拟订过 程模型

电 子 计
制订 模型
算 测试
机 方法
作 及参
方 案 研
数范 围

小试 模型的放大实验
比较测试结果与 模型计算结果
中试
修正基础模型
❖ 宏观反应动力学:研究宏观反应过程的动力学称 为宏观反应动力学。
精品ppt
14
❖ 本征动力学:又称化学动力学,是在理想条件下 研究化学反应进行的机理和反应物系组成、温度、 压力等参数,不包括传递过程及反应器结构等参 数对反应速率的影响。
❖ 宏观反应动力学与本征动力学的区别:宏观反应 动力学除了研究化学反应本身以外,还要考虑到 质量、热量、动量传递过程对化学反应的交联作 用及相互影响,与反应器的结构设计和操作条件 有关。
精品ppt
16
❖现在:数学模拟法
反映和描述工业反应器中各参数之间的关系, 称为物理概念模型,表达物理概念模型的数学式 称为数学模型,用数学方法来模拟反应过程的模 拟方法称为数学模拟方法。
用数学模拟方法来研究化学反应工程,进行 反应器的放大与优化,比传统的经验方法能更好 地反应其本质。
精品ppt
17
精品ppt
12
❖传递工程:涉及到动量传递、热量传递和 质量传递。
❖工程控制:反应器的运转正常与否,与自 动控制水平相关。
精品ppt
13
1.4 化学反应工程学中涉及的定义
❖ 宏观反应过程:在工业规模的化学反应器中,化 学反应过程与质量、热量及动量传递过程同时进 行,这种化学反应与物理变化过程的综合称为宏 观反应过程。
❖ 工程放大的方法:主要有相似放大、经验放大法 和数学模型放大法。
精品ppt
20
❖ 相似放大法:生产装置以模型装置的某些参数按 比例放大,即按照相同准数对应的原则放大,称 为相似放大法。
❖ 经验放大法:按照小型生产装置的经验计算或定 额计算,即在单位时间内,在某些操作条件下, 由一定的原料组成来生产规定质量和产量的产品。
精品ppt
7
1.3 化学反应工程学范畴及与其它学科的关系
与化学反应工程相关的学科:
化学热力学、反应动力学、 催化剂、设备型式、操作方 法和流程、传递工程、工程 控制(化工系统工程)、反 应过程的分析、反应技术的 开发和反应器设计 等等
图1.1 化学反应工程学 与有关学科间的关系
精品ppt
8
❖化学热力学:确定物系的各种物性常数(如 热熔、反应热、压缩因子)分析反应的可能 性和可能达到的程度,如计算反应的平衡常 数和平衡转化率等。
精品ppt
5
1.2 化学反应工程的研究内容 化工生产过程:
原料的预处理
1
化学反应
2
1,3 :化工原理中的单元操作 2 : 化学反应工程
分离提纯
3
产品
4
精品ppt
6
❖化学反应工程研究的内容:
1. 反应:如反应机理 是否需要催化剂,选择什么样的催化剂 反应的温度、压力如何 等等
2. 反应器的设计:选择和设计最佳的反应装置
化学反应工程
1
精品ppt
第1章 绪论
化学反应工程教材
朱炳辰 化学反应工程 化学工业出版社
陈甘棠 化学反应工程 化学工业出版社
李绍芬 反应工程 化学工业出版社
精品ppt
2
1.1 化学反应工程的发展史
❖最早:20世纪30年代 丹克莱尔(Dankǒhler)
系统论述了扩散、流体流动和传热对反应 器产率的影响,为化学反应工程奠定基础
精品ppt
9
❖反应动力学:阐明化学反应速率与各项物 理因素(如浓度、温度、压力和催化剂等) 之间的定量关系。
精品ppt
10
❖催化剂:如粒内传热,微孔中的扩散,催 化剂中活性组分的有效分布、催化剂的活 化和再生等等。
精品ppt
11
❖设备型式、操作方法和流程:反应不同, 规模不同,适合的反应器型式和操作方式 也会不同。为了实现某一反应,可有多种 技术方案,包括热量传递、温度控制、物 料是否循环等等,何种方案最为经济合理, 流程据此来拟订。
❖ 1970年在美国华盛顿召开了第一届国际化学反应 工程年会,并在此后两年举办一次
精品ppt
4
❖化学反应工程的新阶源自文库:20世纪80年代后期
除了传统领域(化学工业、石油化工、冶金 化工)外,许多新的技术相继发展(如生物技 术、光导纤维以及新材料等),使反应工程 产生了许多分支学科,如生化反应工程、 聚合反应工程等,扩大了化学反应工程的 研究领域,从而使化学反应工程的研究进 入了一个新的阶段。
❖“化学反应工程”的概念:1957年 荷兰
VanKrevelen 在荷兰Amsterdan召开的第一届欧洲反应工 程大会上首先提出的。意在系统深入地研 究伴有物理过程(即传递现象)的化学反应过 程,这标志着化学反应工程学科的初步形成
精品ppt
3
❖黄金时代:1957年~20世纪70年代
随着反应动力学和传递过程的领域的发 展,以及石油化工的大发展,使生产日 趋大型化和单机化等等促使反应工程学 科的发展,使其进入黄金时代。
精品ppt
15
1.5 化学反应工程的研究方法
❖早期:经验归纳法
将实验数据用量纲分析和相似方法整理而获 得经验关联式。这种方法在研究管道内单向流体 流动的压力降、对流给热及不带化学反应的气液 两相间的传质等方面都得到了广泛的应用。
由于化学反应过于复杂,传统的经验归纳方 法不能反应化学反应工程的基本规律。
❖数学模型的分类:
数学模型按照处理问题的性质可分为: 化学动力学模型 流动模型 传递模型 宏观反应动力学模型(核心内容)
工业反应器中宏观反应动力学模型是化学动 力学模型、流动模型及传递模型的综合。
精品ppt
18
❖数学模拟的简化要求:
各种工业反应工程是极为复杂的,一方面由
于对过程还不能全部地观测和了解,另一方面由 于数学知识和计算手段的限制,用数学模型来完 整地、定量地反映事物全貌目前还未能实现。因 此要将宏观反应过程的规律进行去粗取精的加工, 并在一定条件下进行合理简化。简化要求:
相关文档
最新文档