反应器设计

fantasyz

请教各位专家，对于放热反应在绝热固定床反应器的设计过程，反应器按照平推流反应器考虑，那么是否不考虑压力降的情况下，相同进料浓度、温度、流量等条件下，反应的转化率只与反应器体积有关，与反应器D/L无关，即只要V=0.785D^2*L的值不变，那么不论D/L怎么变化，其反应深度转化率都不会变？请各位专家帮忙分析一下？

Horse

ChatGPT说的：
在绝热固定床反应器的设计中，考虑放热反应时，反应的转化率与反应器的体积、直径(D)和高度(L)之间的关系并不是简单地由V=0.785D^2*L这个表达式所决定的。事实上，反应的转化率受多个因素影响，包括温度、流动情况、反应动力学等。

虽然V=0.785D^2*L可以用来估算固定床反应器的体积，但在考虑放热反应时，反应过程中会产生热量变化，从而影响反应温度。当反应放热时，反应温度可能会升高，导致反应速率增加，反之亦然。这就使得反应的深度转化率不仅仅与体积有关，还与反应的温度变化有关。

另外，反应器的D/L比（直径与高度的比值）也会影响反应器内部的流动情况。不同的D/L比可以导致不同的流速分布和反应物在反应器内的停留时间分布。这些因素会影响反应的深度转化率。因此，即使保持相同的体积，不同的D/L比可能会导致反应结果的差异。

总之，考虑放热反应时，反应的转化率受到多个因素的影响，包括温度变化、流动情况、反应动力学等，而不仅仅取决于反应器的体积。因此，在实际设计中，需要综合考虑这些因素，而不能简单地通过调整体积或D/L比来控制反应的深度转化率。

绝热固定床反应器中的放热反应是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素。以下是一些可能影响反应转化率的因素：

1. **温度变化和热效应：** 放热反应会导致反应温度的变化。随着反应进行，放热会升高反应温度，从而影响反应速率和平衡转化率。这意味着反应的转化率不仅与反应器的体积有关，还与反应温度的变化有关。

2. **反应动力学：** 放热反应的速率与反应物浓度、温度等因素有关。反应物浓度的分布和变化、温度梯度等都会影响反应速率。因此，反应的深度转化率不仅与反应器的体积有关，还与反应动力学因素有关。

3. **流动情况：** 反应器的D/L比会影响流动的性质，如流速分布和停留时间分布。不同的D/L比可能会导致反应物与催化剂之间的接触时间和程度不同，从而影响反应的转化率。

4. **传热效应：** 放热会导致热量的产生和传递，影响反应器内部的温度分布。传热不良可能会导致局部温度升高，进而影响反应速率和转化率。

5. **催化剂失活：** 在放热反应过程中，高温可能导致催化剂的失活，进而影响反应的转化率。

因此，要实际设计一个绝热固定床反应器来处理放热反应，需要综合考虑以上因素。简单地依赖于V=0.785D^2*L这个体积表达式是不足以完全预测和控制反应转化率的。设计过程需要通过热力学和动力学模拟，结合实验数据，考虑热效应、流动特性、温度分布等因素，来确定最佳的反应器尺寸和操作条件，以达到预期的反应转化率。

thankwc

linsunche

ChatGPT
說的棒極了~

yyts

很多情况不是。比如如果是催化反应，要求有一定的表观流速，如果流速过快，则催化剂活性达不到要求，反应速率下降，转化率下降。

fantasyz

yyts 发表于 2023-8-21 16:52
很多情况不是。比如如果是催化反应，要求有一定的表观流速，如果流速过快，则催化剂活性达不到要求，反应速 ...

嗯，是的，但是在建立模型的时候，我们假设平推流模型是流速无梯度分布，无反混、无压降、无副反应的前提下，而反应宏观动力学方程、反应热方程、平衡方程等等没有哪一项是和流速相关的，所以反应转化率只和停留时间相关。

fantasyz

Horse 发表于 2023-8-21 10:55
ChatGPT说的：
在绝热固定床反应器的设计中，考虑放热反应时，反应的转化率与反应器的体积、直径(D)和高度 ...

针对chatgpt的说法，那么恰恰是 我们在建立模型时，暂不考虑流速分布不均匀的情况，假设流速是分布均匀的，并且虽然D/L不同，但是总体积即停留时间相同，那恰恰证明了我的说法？

北湖之花

yinquanyu12010

70chenli

论坛不能没有像楼主这样的人才啊！我会一直支持马后炮化工。

Most_leo

你这个说法太过理想了，实际上的宏观混合，温度和浓度的梯度效应你都没有考虑

ZZ_521

sdjnxgyxw

说的不错，点赞！

fengyan0425

fantasyz

佳特 发表于 2023-8-22 12:51
你这个说法太过理想了，实际上的宏观混合，温度和浓度的梯度效应你都没有考虑

是的，但是建模过程中，是有许多假设在里面。

Beyondhzy

楼主，我太崇拜你了！我想我是一天也不能离开马后炮化工。

zjwmcl

ChatGPT都会做化工设计了？
事实上，化学反应是最难模拟计算的。

ken910076

ma730060

看一下     

yyts

fantasyz 发表于 2023-8-21 21:14
嗯，是的，但是在建立模型的时候，我们假设平推流模型是流速无梯度分布，无反混、无压降、无副反应的前提 ...

如果你的模型没有考虑一个影响因素，那么计算结果就会有偏差。偏差大小要看这个因素影响大小而定。既然你已经知道你建立的模型没有考虑流速，那么就要保证流速低于催化剂最大表观流速要求，这样就不会偏差大。