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化學(xué)反應(yīng)器的參數(shù)敏感性

反應(yīng)器顯示出的另一麻煩特征是“參數(shù)的敏感性”；這種敏感性可以作如下定義，即操作變量的微小變化，會(huì)導(dǎo)至反應(yīng)器性能的巨大變化。反應(yīng)器并不是已經(jīng)引用過的“不穩(wěn)定概念”（亦即并不存在可能的定常態(tài)時(shí)的連續(xù)溫度序列），但如果由于某一操作變量的微小改變，就將引起反應(yīng)器性能上不能允許的變化，那么，這種反應(yīng)器仍然是很難控制的。

化學(xué)反應(yīng)器的極限環(huán)和振蕩反應(yīng)

談及導(dǎo)致與定常狀態(tài)性能偏離的不穩(wěn)定性。這種不穩(wěn)定性，它隨時(shí)間的增長或者是如前面所述的單調(diào)的，或者是具有振蕩的形式。對(duì)單調(diào)變化的情況可以靠趨向于另一穩(wěn)定的定常狀態(tài)，而對(duì)振蕩的情況可以靠非線性的作用，也許最后使偏離得到控制。

化學(xué)反應(yīng)器的穩(wěn)定性

裝置的穩(wěn)定性，顯然在設(shè)計(jì)它的控制系統(tǒng)時(shí)，是極為重要的問題，而化學(xué)反應(yīng)器在這方面則提供了很多重要的實(shí)例。根據(jù)反應(yīng)器設(shè)計(jì)得緊湊、完善這一要求而制作的設(shè)備，在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是完全有利可圖的，但它往往極難控制。

反應(yīng)器的反應(yīng)區(qū)傳播

反應(yīng)器設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問題出現(xiàn)在有些工業(yè)過程中，其中反應(yīng)區(qū)向上或向下通過與氣體進(jìn)行反應(yīng)的固體顆粒床。基本的設(shè)計(jì)問題是要推算反應(yīng)區(qū)穿過整個(gè)床層厚度所需的時(shí)間，它取決于氣體和固體之間傳熱和傳質(zhì)的速率以及化學(xué)反應(yīng)的速率。

管式反應(yīng)器的熱特性

在管式反應(yīng)器中情況則根本不同。這是由于對(duì)放熱反應(yīng)而言，除非有有效的外部冷卻，否則，反應(yīng)器中的溫度將沿著反應(yīng)器長度而不斷上升。盡管如此，在這樣的反應(yīng)器中，仍可能出現(xiàn)另一種定常狀態(tài)的現(xiàn)象。在所有型式反應(yīng)器中，其必要的條件是存在著某種歷程，即反應(yīng)過程中某一階段放出的熱量能逆向傳遞到前一階段，因此造成了在上部和下部穩(wěn)定態(tài)間轉(zhuǎn)變的可能性。

具有恒定進(jìn)料的完全混和反應(yīng)系統(tǒng)

作為第一個(gè)例子，我們將考慮某一具有恒定的新鮮反應(yīng)物進(jìn)料的系統(tǒng)，該系統(tǒng)內(nèi)能夠維持在一個(gè)恒定的溫度T，由于很好的混和，在反應(yīng)器內(nèi)溫度到處是均一的，這就是連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器中所具有的情況。但是根據(jù)這個(gè)簡單模型提出的一些問題，將有助于洞察更為復(fù)雜的系統(tǒng)的熱性能，例如各種火焰和燃燒室，其中混合情況也許離開完全混合甚遠(yuǎn)。

化學(xué)反應(yīng)器的熱特性

一般情況下反應(yīng)器的操作溫度是無法預(yù)先知道，而要通過計(jì)算求得的。況且在反應(yīng)器內(nèi)所控制的溫度變化范圍較大。這些就是接下來所要討論的課題。

影響反應(yīng)器性能的多相催化作用

填充床催化反應(yīng)器是最有經(jīng)濟(jì)意義的，而且是組成化學(xué)工業(yè)的支柱。氨的合成、硫酸生產(chǎn)和石油煉制是采用填充床催化反應(yīng)器的三個(gè)大噸位的生產(chǎn)過程。此外，例如在石油化工中還可以找到產(chǎn)量較少而產(chǎn)品價(jià)值高的許多填充床催化反應(yīng)器。

連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器和管式反應(yīng)器的...

當(dāng)考慮B和C產(chǎn)物之間的競(jìng)爭時(shí)，管式反應(yīng)器較為合適；而當(dāng)考慮C和D間的競(jìng)爭時(shí)，選取單個(gè)連續(xù)攪拌釜式反應(yīng)器最為適宜。而且，又因?yàn)闈舛華有著不同級(jí)數(shù)的影響，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，二種競(jìng)爭方式的相對(duì)重要性在不斷的變化著，因此，在反應(yīng)的早期階段，生成的無用的D趨于比較重要，而在后期階段生成無用的B趨于比較重要。

平行-連串與偶連反應(yīng)對(duì)反應(yīng)器設(shè)計(jì)...

平行反應(yīng)的概念能夠引伸到分析更為復(fù)雜的反應(yīng)系統(tǒng)，這包括可逆反應(yīng)或者平行和連串相結(jié)合的反應(yīng)。可以引用二個(gè)例子予以說明。