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反應(yīng)器的選擇性與反應(yīng)活性


實(shí)驗(yàn)室k / 2019-02-16

       當(dāng)某已知反應(yīng)物能夠生成多種不同產(chǎn)物時(shí),設(shè)計(jì)者必須同時(shí)考慮反應(yīng)的總量以及得到所需產(chǎn)物的比例這二個(gè)方面。實(shí)際上,通常可以改變操作條件以補(bǔ)償在確定反應(yīng)器尺寸時(shí)的微小誤差。反應(yīng)器可能無法生產(chǎn)原來希望的那么多的產(chǎn)物,但是卻可以從提高選擇性中得到收益。如果反應(yīng)器生產(chǎn)出的產(chǎn)物是不需要的,那么這個(gè)缺陷就不是那么容易補(bǔ)救了的。

       當(dāng)涉及反應(yīng)器(或者涉及反應(yīng)器內(nèi)填充的催化劑)時(shí),選擇性就是總反應(yīng)中產(chǎn)生所需產(chǎn)物這一部分的度量。它可采用不同的基準(zhǔn),例如,消耗于得到所需產(chǎn)物的反應(yīng)物量和消耗于得到不需要產(chǎn)物的反應(yīng)物量之比就是選擇性的一個(gè)定義。選擇一個(gè)活性低而選擇性高的催化劑(結(jié)果是一個(gè)較大的反應(yīng)器)比選擇性低而活性高的催化劑可能更有利。采用后一種催化劑將使所需的反應(yīng)器比較小和比較便宜,但是可能導(dǎo)致原料成本的劇增而不能被接受。

       為了正確的計(jì)算,必須研究原料的成本和生產(chǎn)出各種產(chǎn)物的價(jià)值,并把這些和反應(yīng)器以及分離產(chǎn)品所需的設(shè)備在建造和生產(chǎn)時(shí)的費(fèi)用合在一起考慮。

例題1    反應(yīng)物A的費(fèi)用為每噸20英鎊(1噸=1000公斤),它能以二種方法反應(yīng)。按第一種反應(yīng)1噸A產(chǎn)生1.2噸產(chǎn)物X,價(jià)值每噸x英鎊。按第二個(gè)反應(yīng)1噸A產(chǎn)生0.8噸Y,價(jià)值每噸y英鎊。選擇性定義為生產(chǎn)X所消耗的A與生成Y所消耗的A的比值。對以下x和y值,為了使生產(chǎn)過程能具有實(shí)用價(jià)值,計(jì)算所需的最低選擇性應(yīng)為多少?

       (a)x=100,y=5;

       (b)x=30,y=5;

       (c)x=20,y=5。

       〔答案:(a)0.16;(b)1;(c)4。〕


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