化学反应工程第六章气液反应工程.ppt

第六章气-液反应及反应器
目录
第一节气-液反应平衡
第二节气-液反应历程
第三节气-液反应动力学特征
第四节气-液反应器概述
第五节鼓泡反应器
第六节填料反应器
第六章气-液反应及反应器
气液相反应器的定义:包括气相和液相,且气相中的组分必须进入到液相中才能进行的反应。
进行气液相反应的装置:气–液相反应器。
基本特征:
(1)至少有一反应物在气相;
(2)反应物都是气相,但须进入液相催化才能进行反应;
(3)气液相反应属于非均相反应,气相反应物必须经过相界面进入液相,于是不仅包括反应过程,还包括传质过程。
有机物氧化
有机物***化
有机物加氢
其他有机反应
酸性气体的吸收
合成产物
气液相反应器的操作条件不是很苛刻,液相的蒸发和流动可把热量带出,易于实现传热和传质,另外由于高效催化剂的开发,使气液相反应器应用较广泛。
第六章气-液反应及反应器
相似点:
反应物历程:外扩散—内扩散—反应。
气相的扩散反应过程
气体在多孔介质内的扩散(气固相催化反应)
溶解的气体在液体内的扩散(气-液相反应)
差别点:
(1)单相传质过程 VS 相间传质过程
(气固相催化反应) (气液反应)
(2)对流传质 VS 孔扩散传质
气液反应与气固相催化反应的异同
A: C=5mol/L C=3mol/L B: C=5mol/L C=3mol/L
传质方向
Gas
Gas
Porous Solid
Liquid
气-液反应的相平衡关系如下,包括气-液相平衡和化学反应平衡,先讨论相平衡。
设气相中组分i溶解于液相中,当气-液相平衡时,组分i在气相和液相中的逸度相等,即
第一节气-液反应平衡
式中:
-i的摩尔分率
-i的逸度系数
(6-1)
(6-2)
一、气-液相平衡
对于稀溶液,可用亨利定律表示:
式中:
-亨利系数
-i在液相中的摩尔分率
1. 气-液平衡的一般关系为:
(6-3)
一、气-液相平衡
1) 气相为理想气体
,气-液相平衡关系为: