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平行反應對反應器產(chǎn)物收率的影響

平行反應在有機化學生產(chǎn)中很普遍，并且它是造成所需產(chǎn)物收率低的重要原因之一。例如，在制備間位取代苯化合物的工藝過程中，其收率幾乎總是低于100％，這是由于同時產(chǎn)生鄰位和對位取代物之故。在其他情況下副反應也可能生成象焦油狀物或CO2等。

化學反應系統(tǒng)的結(jié)晶理論

每個存在著的晶體由于溶質(zhì)分子在其表面上的逐步沉積而變大的過程稱為結(jié)晶。這種過程在形式上非常類似于已經(jīng)討論過的縮聚反應過程，和聚合物分子量分布相類似的現(xiàn)象是結(jié)晶顆粒大小的分布。所以可以認為不論是在連續(xù)攪拌槽內(nèi)或者在間歇或管式系統(tǒng)內(nèi)進行結(jié)晶，可以由粒度分布這個重要差別表示其特征。

影響反應器選擇的聚合反應

這里我們將討論它對產(chǎn)物質(zhì)量的影響。可以證明對聚合反應采用不同型式的反應器所生成的聚合物的分子量分布可能會有很大的差別。

反應器的選擇性與反應活性

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?？梢愿淖儾僮鳁l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。

收率與轉(zhuǎn)化率對選擇反應器的影響

當某已知反應物可按不同的方式反應時，收率和轉(zhuǎn)化率就不再有如此簡單的關(guān)系。因為收率通常表示構(gòu)成總轉(zhuǎn)化率的許多產(chǎn)物中所需的某種產(chǎn)物的比例。

離析和反應器收率的限度

已有幾種嘗試，企圖從某一給定的逗留時間分布來解釋反應器所能得到的收率限度。對一級反應，其限度收斂到可以計算得的收率。對其他反應就不是如此。對給定逗留時間分布的反應器，其所得到的產(chǎn)量取決于反應物料在流經(jīng)反應器時，表示這種逗留時間分布的那種混和是在何處得到的。

逗留時間分布對反應器收率的影響

由于在大多數(shù)情況下，等溫反應的速率隨轉(zhuǎn)化率的增加而下降，所以一般在等溫反應器中，由于某些物料的逗留時間比平均逗留時間長，而導致轉(zhuǎn)化率的增加并不能補償某些物料在反應器中逗留時間比平均逗留時間短而造成產(chǎn)物的損失。因此，逗留時間的分布通常將使反應器性能比活塞流反應器差。

工業(yè)上反應器的逗留時間分布與函數(shù)...

為了把給定的原料轉(zhuǎn)化成一定的產(chǎn)物，連續(xù)攪拌釜式反應器的容積可能比管式反應器的容積大得多，一個重要的理由是短路作用。由于這個原因，一部分進料在反應器中花費的時間比在連續(xù)攪拌反應器中的平均逗留時間短。對生產(chǎn)的產(chǎn)品來說，通常這種影響并不能靠那部分逗留時間比平均逗留時間長的分子來彌補。在任何反應器中，逗留時間分布多數(shù)是有害的，因為這種情況下反應器比按定義規(guī)定為沒有逗留時間分布的活塞流反應器要大些。

連續(xù)攪拌釜式反應器的自催化反應

雖然在極大多數(shù)的情況下，連續(xù)攪拌釜式反應器確實比管式反應器具有較大的容積，但這也不是水恒不變的。用于零級反應連續(xù)攪拌釜和管式反應器具有相同的容積。

連續(xù)攪拌釜式反應器的“完全混和”...

用于輕石油蒸汽加氫反應以生產(chǎn)城市煤氣的一種重要反應器，基本上可認為是連續(xù)攪拌釜式反應器。該過程的必要條件之一是要有較高溫度以促使反應較易進行，但又不能太高以導致副反應。如果使反應氣體混和物在反應器內(nèi)迅速地循環(huán)，進入的氣體就很快達到反應溫度，而由于稀釋作用又可避免出現(xiàn)熱點。