题目
为什么可逆吸热反应宜选平推流反应器且在高温下操作, 而可逆放热反应却不是?根据可逆放热反应的特点,试问选用何种类型反应器适宜 ?为什么?
为什么可逆吸热反应宜选平推流反应器且在高温下操作, 而可逆放热反应却不是?根据
可逆放热反应的特点,试问选用何种类型反应器适宜 ?为什么?
题目解答
答案
答:可逆吸热反应的反应速率与化学平衡都随温度的升高而升高,高温下操作对二者
都有利。可逆放热反应的化学平衡随温度的升高向反应物方向移动,对达到高转化率
不利。对此类反应,可选用多段绝热反应器或换热条件较好的管式反应器。
解析
步骤 1:可逆吸热反应的特点
可逆吸热反应是指反应物在吸收热量后转化为产物,同时产物也可以在释放热量后转化为反应物。这类反应的平衡常数随温度升高而增大,即高温有利于反应向产物方向进行。
步骤 2:平推流反应器的特点
平推流反应器(PFR)是一种理想化的反应器模型,其中反应物以恒定的流速通过反应器,反应物在反应器内的停留时间相同,且反应物在反应器内的浓度分布均匀。这种反应器模型适用于反应速率随温度变化较大的反应,因为可以精确控制反应温度,从而控制反应速率和平衡位置。
步骤 3:可逆放热反应的特点
可逆放热反应是指反应物在释放热量后转化为产物,同时产物也可以在吸收热量后转化为反应物。这类反应的平衡常数随温度升高而减小,即高温不利于反应向产物方向进行。因此,对于可逆放热反应,需要在较低温度下操作以提高产物的产率。
步骤 4:可逆放热反应的适宜反应器
对于可逆放热反应,由于反应过程中会释放大量热量,需要选择能够有效移除反应热的反应器。多段绝热反应器或换热条件较好的管式反应器是较为合适的选择。多段绝热反应器可以将反应分成多个段,每段反应器之间通过换热器进行热量交换,从而控制反应温度。换热条件较好的管式反应器则可以通过外部冷却或加热来控制反应温度,从而提高产物的产率。
可逆吸热反应是指反应物在吸收热量后转化为产物,同时产物也可以在释放热量后转化为反应物。这类反应的平衡常数随温度升高而增大,即高温有利于反应向产物方向进行。
步骤 2:平推流反应器的特点
平推流反应器(PFR)是一种理想化的反应器模型,其中反应物以恒定的流速通过反应器,反应物在反应器内的停留时间相同,且反应物在反应器内的浓度分布均匀。这种反应器模型适用于反应速率随温度变化较大的反应,因为可以精确控制反应温度,从而控制反应速率和平衡位置。
步骤 3:可逆放热反应的特点
可逆放热反应是指反应物在释放热量后转化为产物,同时产物也可以在吸收热量后转化为反应物。这类反应的平衡常数随温度升高而减小,即高温不利于反应向产物方向进行。因此,对于可逆放热反应,需要在较低温度下操作以提高产物的产率。
步骤 4:可逆放热反应的适宜反应器
对于可逆放热反应,由于反应过程中会释放大量热量,需要选择能够有效移除反应热的反应器。多段绝热反应器或换热条件较好的管式反应器是较为合适的选择。多段绝热反应器可以将反应分成多个段,每段反应器之间通过换热器进行热量交换,从而控制反应温度。换热条件较好的管式反应器则可以通过外部冷却或加热来控制反应温度,从而提高产物的产率。