氣液相連續(xù)反應(yīng)釜
| 優(yōu)點(diǎn) |
 | 高選擇性 |
| 均相反應(yīng) |
| 反應(yīng)更快 |
| 通過(guò)壓力或溫度變化調(diào)整反應(yīng)過(guò)程 |
| 增加催化劑的持久性 |
氣液相連續(xù)反應(yīng)釜
超臨界丙烷反應(yīng)裝置（圖示）
反應(yīng)物系中存在氣相和液相的一種多相反應(yīng)過(guò)程，通常是氣相反應(yīng)物溶解于液相后，再與液相中另外的反應(yīng)物進(jìn)行反應(yīng)；也可能是反應(yīng)物均存在于氣相中，它們?nèi)芙庥诤写呋瘎┑娜芤阂院笤龠M(jìn)行反應(yīng)。氣液相反應(yīng)主要用于:①直接制取產(chǎn)品,例如使乙烯在PdCl2-Cu2Cl2的醋酸溶液中進(jìn)行氧化以制取乙醛，用空氣氧化異丙苯以制取過(guò)氧化氫異丙苯等；②化學(xué)吸收，用以脫除氣相中某一種或幾種組分，例如用堿液脫除半水煤氣中的二氧化碳和硫化氫等酸性氣體，用銅氨溶液脫除合成氣中的一氧化碳等。
氣液相反應(yīng)的理論基礎(chǔ)
氣液相反應(yīng)的理論基礎(chǔ)，主要是由日本學(xué)者八田四郎次于1928～1932年的工作奠定的。當(dāng)氣相反應(yīng)物 A與液相反應(yīng)物B之間進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，假設(shè)B不揮發(fā)，按雙膜理論（見(jiàn)相際傳質(zhì)）可以認(rèn)為反應(yīng)經(jīng)歷以下步驟：①分壓為pA的反應(yīng)物A從氣相主體傳遞到氣液界面，在界面上A的氣相分壓為p岟,液相濃度為C岟，兩者處于相平衡狀態(tài)；②反應(yīng)物A從氣液界面?zhèn)魅胍合?在液相內(nèi)濃度為CA的A與濃度為CB的B進(jìn)行反應(yīng)；③反應(yīng)所生成的液相產(chǎn)物沿濃度下降方向傳遞,氣相產(chǎn)物向界面?zhèn)鬟f;④氣相產(chǎn)物向氣相主體傳遞。
氣液相反應(yīng)(8張)
判斷傳質(zhì)對(duì)反應(yīng)的影響
為判斷傳質(zhì)對(duì)反應(yīng)的影響，八田提出：式中γ稱為膜內(nèi)轉(zhuǎn)化系數(shù)或八田數(shù)。依γ的數(shù)值不同,可判斷反應(yīng)的快慢。當(dāng)γ>2時(shí)，反應(yīng)為瞬間反應(yīng)或快速反應(yīng)。反應(yīng)物A進(jìn)入液相后,在液膜內(nèi)即因反應(yīng)而耗盡（圖1）。這時(shí)傳質(zhì)成為過(guò)程的控制步驟，稱為傳質(zhì)控制。很多化學(xué)吸收過(guò)程屬此類。這類過(guò)程的計(jì)算方法與吸收相似：
-rA=βk忢C岟-rA
為反應(yīng)區(qū)以相界面積計(jì)算的反應(yīng)速率（見(jiàn)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)）；k忢為反應(yīng)物A的液膜傳質(zhì)系數(shù);β為增強(qiáng)系數(shù),表示化學(xué)反應(yīng)使吸收速率增加的倍數(shù)。這類過(guò)程應(yīng)采用相界面大的設(shè)備如填充塔、板式塔等，以加速反應(yīng)進(jìn)程。
當(dāng)γ<0.02時(shí)，反應(yīng)為慢反應(yīng)。反應(yīng)物A通過(guò)液膜進(jìn)入液相，反應(yīng)主要在液相主體內(nèi)進(jìn)行。很多以制取產(chǎn)品為目的的氣液反應(yīng)過(guò)程屬于此類。慢反應(yīng)又可分為兩種情況:①慢反應(yīng)但仍需考慮傳質(zhì)影響（圖2）。反應(yīng)主要在液相主體內(nèi)進(jìn)行，但液膜內(nèi)仍有一定反應(yīng)量。通常采用的設(shè)備是相界面面積和液相存貯量皆較大的反應(yīng)器，如機(jī)械攪拌釜等。②極慢反應(yīng)，反應(yīng)為過(guò)程的控制步驟，反應(yīng)幾乎*在液相主體內(nèi)進(jìn)行，液膜內(nèi)的反應(yīng)量可以忽略。這稱為反應(yīng)控制或動(dòng)力學(xué)控制。這類過(guò)程的計(jì)算方法與單相反應(yīng)過(guò)程相似：
-rL=kCACB
式中-rL為反應(yīng)區(qū)以液相體積計(jì)的反應(yīng)速率；k為反應(yīng)速率常數(shù)，這類過(guò)程宜采用液相存貯量大的鼓泡反應(yīng)器
。 當(dāng)0.02<γ<2時(shí)，需同時(shí)考慮化學(xué)反應(yīng)和傳質(zhì)對(duì)反應(yīng)速率的影響，計(jì)算較為復(fù)雜。
除雙膜理論外，溶質(zhì)滲透理論和表面更新理論等相際傳質(zhì)理論也已應(yīng)用于氣液相反應(yīng)的研究，但所得的結(jié)果與雙膜理論十分接近（見(jiàn)化學(xué)吸收、相際傳質(zhì)）。
高選擇性
均相反應(yīng)
反應(yīng)更快
通過(guò)壓力或溫度變化調(diào)整反應(yīng)過(guò)程
增加催化劑的持久性
技術(shù)參數(shù)
