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反應器的選擇性與反應活性


實驗室k / 2019-02-16

       當某已知反應物能夠生成多種不同產(chǎn)物時,設計者必須同時考慮反應的總量以及得到所需產(chǎn)物的比例這二個方面。實際上,通常可以改變操作條件以補償在確定反應器尺寸時的微小誤差。反應器可能無法生產(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。如果反應器生產(chǎn)出的產(chǎn)物是不需要的,那么這個缺陷就不是那么容易補救了的。

       當涉及反應器(或者涉及反應器內(nèi)填充的催化劑)時,選擇性就是總反應中產(chǎn)生所需產(chǎn)物這一部分的度量。它可采用不同的基準,例如,消耗于得到所需產(chǎn)物的反應物量和消耗于得到不需要產(chǎn)物的反應物量之比就是選擇性的一個定義。選擇一個活性低而選擇性高的催化劑(結果是一個較大的反應器)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器比較小和比較便宜,但是可能導致原料成本的劇增而不能被接受。

       為了正確的計算,必須研究原料的成本和生產(chǎn)出各種產(chǎn)物的價值,并把這些和反應器以及分離產(chǎn)品所需的設備在建造和生產(chǎn)時的費用合在一起考慮。

例題1    反應物A的費用為每噸20英鎊(1噸=1000公斤),它能以二種方法反應。按第一種反應1噸A產(chǎn)生1.2噸產(chǎn)物X,價值每噸x英鎊。按第二個反應1噸A產(chǎn)生0.8噸Y,價值每噸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)過程能具有實用價值,計算所需的最低選擇性應為多少?

       (a)x=100,y=5;

       (b)x=30,y=5;

       (c)x=20,y=5。

       〔答案:(a)0.16;(b)1;(c)4?!?/span>


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