二、向歇反应体积计算 1反应时间的计算 以反应物A为关键组分,A的反应速率记作 rA,根据间歇反应器的特点,在单位时间内对整 反应器作物料衡算: 单位时间)单位时间(单位时间)(反应器中A A的流入量丿(A的流出量(A的反应量(的积累速度 d(vnc) R 1AR (3.1-1) 19:30
19:30 二、间歇反应器体积计算 1.反应时间的计算 + + = 的积累速度 反应器中 的反应量 单位时间 的流出量 单位时间 的流入量 单位时间 A A A A A VR r dt d（VR CA ） A VR r R A d V C dt = − （ ） 即： 0 0 (3.1-1) 以反应物A为关键组分，A的反应速率记作 rA，根据间歇反应器的特点，在单位时间内对整 个反应器作物料衡算：
或 dxa nao dt A R a d 积分得:t=m/0 (3.1-3) R ※间歇反应器的设计基础式 恒容时:t a do (3.1-4 无论是等温变温等容变容(31-3)式均成立。对于非等温过 程,(3,1-3)式应与热平衡方程联立求解 19:30
19:30 无论是等温变温等容变容(3.1-3)式均成立。对于非等温过 程，(3.1-3)式应与热平衡方程联立求解。 dt dx n A A0 A VR r = x A A R A A r V dx t n 0 0 = − A A C C A A r dC t 0 或： = (3.1-2) 积分得： 恒容时： (3.1-3) (3.1-4) ※间歇反应器的设计基础式※
2反应器有效体积V的计算 由3,1-3)式所得的时间是指在一定的操作条 件下,为达所要求转化率x所需的反应时间, 而不是每批操作所需的时间,每批操作所需的 时间应是t+t 反应器的有效体积 VR=lo(tt to 3.1 式中:t是辅助生产时间,包括加料、排料 清洗反应器和物料的升温、冷却。是平均每 小时反应物料的体积处理量。 19:30
19:30 2.反应器有效体积VR的计算 由(3.1-3)式所得的时间是指在一定的操作条 件下，为达所要求转化率xA所需的反应时间， 而不是每批操作所需的时间，每批操作所需的 时间应是(t＋t 0 ) ∴反应器的有效体积 VR=v0 (t＋t 0 ) (3.1-4′) 式中：t 0是辅助生产时间，包括加料、排料、 清洗反应器和物料的升温、冷却。v0 是平均每 小时反应物料的体积处理量
3反应器实际体积v的计算 反应器的实际体积是考虑了装料系数后 的实际体积(不包括换热器搅拌器的体积 R (3.1-4 ①D 式中:①是装料系数,一般为0.4~0.85,不 起泡、不沸腾物料取0.7~0.85,起泡、沸腾 物料取0.4~0.6 19:30
19:30 3.反应器实际体积V的计算 反应器的实际体积是考虑了装料系数后 的实际体积(不包括换热器搅拌器的体积。 = VR V (3.1-4″) 式中：Ф是装料系数，一般为0.4～0.85，不 起泡、不沸腾物料取0.7～0.85，起泡、沸腾 物料取0.4～0.6
「例31-1]在等温间歇反应器进行氯乙醇的皂化反应 CICH CH,OH NaHCO OHCH,.OH +NaCl+co 生产乙二醇,产量为20k/h。使用15%(质量)NaCO水 溶液及30%(质量)的氯乙醇水溶液作原料,反应器投料 氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为1:1,混合液相对密度为 1.02。该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级,在反应温 度下反应速率常数等于521/(molh)。要求转化率达到 5%。()若辅助时间为05h,试计算反应器的有效体积。 (2)若装填系数取075,试计算反应器的实际体积 19:30
19:30 生产乙二醇，产量为20kg／h。使用15％(质量)NaHCO水 溶液及30％(质量)的氯乙醇水溶液作原料，反应器投料 氯乙醇和碳酸氢钠的摩尔比为1∶1，混合液相对密度为 1.02。该反应对氯乙醇和碳酸氢钠均为一级，在反应温 度下反应速率常数等于5.2ｌ／(mol·h)。要求转化率达到 95％。(1)若辅助时间为0.5h，试计算反应器的有效体积。 (2)若装填系数取0.75，试计算反应器的实际体积。 [例3.1-1] 在等温间歇反应器进行氯乙醇的皂化反应 ClCH2CH2 OH ＋NaHCO3 OHCH2CH2OH ＋NaCl＋CO2