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第三章 理想反应器

理想反应器——使用特征参数进行修正
（非理想流动反应器）


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介绍
 均相反应（不存在相间传递过程）——影响反

应速率的因素（物料混合、流动状态）
 均相反应所用反应器分类（两种极端情况）：

（a）理想混合反应器—完全混合
（b）活塞流反应器—完全不混合


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理想反应器特征说明
 理想混合反应器：釜式、反应物料处于完全混合状态、

物料混合瞬间完成、反应器内各空间点反应物料的温
度和浓度完全相同。
——间歇反应器（Batch Reactor，简称BR）-间歇式
——全混流反应器（Continuous Stirred Tank Reactor，
简称CSTR）-连续式
 活塞流反应器（Plug Flow Reactor，简称PFR）：管

式、连续流动、反应物料完全不混合、所有反应物流
体粒子以相同的流速和方向流动、在反应器内停留时
间完全相等


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3-1 间歇操作的理想混合反应器
（小批量、反应速率慢--精细化学品、药物、生物化工等）

1. 反应器数学模型（设计方程、操作方程）
（1）物理模型（即反应器操作特点）：书P26
——说明无传递因素影响，反应结果主要取决于化
学反应动力学规律，反应进行程度取决于反应
时间的长短。
（2）数学模型：确定反应器体积与反应结果（即最终转
化率）的关系


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单位时间处理的物料量
反应体积

V R  v  (t  t 0 )

每批反应需要的时间
（操作时间＝反应时间t＋辅助时间t0）
装料、卸料、升温、降温


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 装料系数  

V

R

V器

——不起泡、不沸腾： ＝0.7～0.8
——起泡或沸腾：

 ＝0.4～0.6

反应器过大：设备造价低；但搅拌效果差
反应器过小：搅拌效果小，温度和浓度分布均匀；但

辅助设备随反应器个数增加，设备造价
增加
综合分析——物料性质、操作稳定性、经济性


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2. 最佳反应时间的确定
（1）以单位时间内产物产量最大为优化目标

（2）以生产总费用最低为优化目标