催化反應(yīng)工程（華東理工大學(xué)） 反應(yīng)過程的溫度特征

反應(yīng)過程的溫度特征簡單反應(yīng)的溫度特性對于簡單反應(yīng)，為了獲得最大反應(yīng)速率，要求采用盡可能高的溫度。其最優(yōu)溫度應(yīng)落在該反應(yīng)過程有關(guān)約束條件所規(guī)定的邊界極值上，這些約束條件包括催化劑的耐熱溫度、反應(yīng)物或產(chǎn)物熱分解溫度等。平行反應(yīng)的溫度特性目的產(chǎn)物P選擇率的溫度效應(yīng)由主、副反應(yīng)速率常數(shù)k1/k2決定。比值k1/k2的大小隨溫度的變化取決于主、副反應(yīng)活化能的相對值。當(dāng)E1E2，即主反應(yīng)活化能大于副反應(yīng)活化能，提高溫度有利于反應(yīng)過程選擇率的提高；反之，E1E3，反應(yīng)器進口處應(yīng)取高溫。而在反應(yīng)器的后部，由于產(chǎn)物順酐的生成和原料中苯濃度的減少，這時串連副反應(yīng)是造成選擇率降低的主要因素。根據(jù)E1E2，為降低反應(yīng)產(chǎn)物順酐深度氧化反應(yīng)的程度，反應(yīng)器后部應(yīng)取低溫。整個反應(yīng)過程要求沿反應(yīng)器長度呈前高后低的溫度序列。產(chǎn)品P是所需產(chǎn)物，且各反應(yīng)均為一級。為了獲得最大收率，對該反應(yīng)不僅需要最優(yōu)溫度，而且需要最優(yōu)反應(yīng)時間。活化能相對關(guān)系為E2E1E3，表明該反應(yīng)在低溫下有利于副反應(yīng)PR；而高溫時，則有利于副反應(yīng)PS。所以應(yīng)該在高溫與低溫之間存在一個特定的溫度，此時收率為最高。