文档介绍：气液相反应器概述
气液相反应宏观动力学
概述
气液相反应的基本类型与应用
在反应过程中至少有一种反应物在气相,另一些物质在液相,气相中的反应物必须传递到液相中,然后在液相中发生化学反应,这种类型的反应称气液相反应。
气液相反应的基本类型

对于气液相反应,根据不
同的传质速率和化学反应速率,
有八种不同的反应类型,如右
图所示。
气液相反应的工业应用
工业反应
工业应用举例
有机物氧化
链状烷烃氧化成酸;对二甲苯氧化生产对苯二甲酸;环已烷氧化生产环已酮;乙醛氧化生产醋酸;乙烯氧化生产乙醛
有机物氯化
苯氯化为氯化苯;十二烷烃的氯化;甲苯氯化为氯化甲苯;乙烯氯化
有机物加氢
烯烃加氢;脂肪酸酯加氢
其他有机反应
甲醇羟基化为醋酸;异丁烯被硫酸所吸收;醇被三氧化硫硫酸盐化;烯烃在有机溶剂中聚合
酸性气体的吸收
SO3被硫酸所吸收;NO2被稀硝酸所吸收;CO2和H2S被碱性溶液所吸收;
气液相反应器的类型
鼓泡管反应器
鼓泡塔反应器
搅拌釜式反应器
气体升液式鼓泡塔
气液相反应宏观动力学
气液相反应的基本特征
无论在液相中进行的是简单反应还是复杂反应,宏观上总可以将气液相反应分解成传质和反应两个过程,这两个过程组成一个统一体,先传质后反应。
传质和反应的统一体内,传质和反应双方互相影响和制约。这个统一体所表现出来的速率,往往既非反应的本征速率,也非传质的本征速率,而是这两者矛盾统一的速率——宏观速率。
传质和反应统一体的统一水平受流体力学、传热和传质等传递过程和流体的流动与混合等等因素的影响。这个统一水平是相对的可以变化的,即是可调的。
气液反应过程:
组分A由气相主体扩散而进入液相主体需经历以下途径:气相主体→气膜→界面气液平衡→液膜→液相主体,如图2-19所示。
气液传质理论(双膜理论)
双膜理论假设
平静的气液界面两侧存在着气膜与液膜,是很薄的静止层或层流层。
当气相组分向液相扩散时,必须先到达气液相界面,并在相界面上达到气液平衡,即服从亨利定律。
在气膜之外的气相主体和液膜之外的液相主体中,达到完全的混合均匀,即全部传质阻力都集中在膜内。
气液反应步骤:
气相组分A从气相主体传递到气液相界面,在界面上假定达到气液相平衡;
气相组分A从气液相界面扩散入液相,并且在液相内进行化学反应;
液相内的反应产物向浓度梯度下降的方向扩散,气相产物则向界面扩散;
气相产物向气相主体扩散。