“液相反应”即反应物系中存在气相和液相的一种多相反应过程,通常是气相反应物溶解于液相后,再与液相中另外的反应物进行反应;也可能是反应物均存在于气相中,它们溶解于含有催化剂的溶液以后再进行反应。液相反应主要用于:①直接制取产品,例如使乙烯在PdCl2-Cu2Cl2的醋酸溶液中进行氧化以制取乙醛,用空气氧化异丙苯以制取过氧化氢异丙苯等;②化学吸收,用以脱除气相中某一种或几种组分,例如用碱液脱除半水煤气中的二氧化碳和硫化氢等酸性气体,用铜氨溶液脱除合成气中的一氧化碳等。
液相反应的理论基础,主要是由日本学者八田四郎次于1928~1932年的工作奠定的。当气相反应物 A与液相反应物B之间进行反应时,假设B不挥发,按双膜理论(见相际传质)可以认为反应经历以下步骤:①分压为pA的反应物A从气相主体传递到液界面,在界面上A的气相分压为p岟,液相浓度为C岟,两者处于相平衡状态;②反应物A从液界面传入液相,在液相内浓度为CA的A与浓度为CB的B进行反应;③反应所生成的液相产物沿浓度下降方向传递,气相产物向界面传递;④气相产物向气相主体传递。为判断传质对反应的影响,八田提出:式中γ称为膜内转化系数或八田数。依γ的数值不同,可判断反应的快慢。当γ>2时,反应为瞬间反应或快速反应。反应物A进入液相后,在液膜内即因反应而耗尽。这时传质成为过程的控制步骤,称为传质控制。很多化学吸收过程属此类。
“液相反应”指在液相中的反应。与气相反应比较,分子间十分接近,相互作用力十分重要,扩散作用对动力学的影响尤为显著。由于大量溶剂分子的存在,溶剂效应反映在多方面,如介电效应、盐效应、离解作用等物理作用,也有如催化(酸碱催化)及溶剂本身就是反应物等化学作用。反应组分从一液相传向界面,然后进入另一液相进行反应,该反应物的浓度在界面上处于相平衡状态。由此可见液相反应也是一个传质和反应的串联过程;其速率主要取决于阻力最大的步骤,此步骤即为全过程的控制步骤。由于相际传质往往成为液相反应过程的控制步骤,因此须将一液相分散成液滴而分布在另一液相中,以形成很大的相界面。液滴在反应过程中会发生凝并和再分散,这种滴际混合必然影响连续反应过程的转化率和选择率(见化学计量学)。但其影响程度至今尚无法定量估计,仅能确定两种极限情形:即无滴际混合和有充分的滴际混合时所产生的影响。
液相反应指反应物系中存在两个或多个液相的一种多相反应过程。它通常指两种或数种只能部分互溶或不互溶的液体反应物间的化学反应过程。碱液与脂肪相互反应制造肥皂是这类反应早期应用的实例。在现代化学工业中,液相反应过程应用甚广,如有机化工中的硝化、磺化和烷基化,高分子化工中的乳液聚合、悬浮聚合等。液相反应过程常在搅拌釜式反应器中进行,亦可采用多个釜式反应器串联操作;塔式反应器有时也用以进行液相反应过程,两液相的流向可采用逆流、并流或错流。反应萃取有时也被看成是一种液相反应。此时反应物在同一液相内,反应过程中并无反应物的相际传递,但因反应产物在反应相内不稳定,为提高收率,故在反应系统中加入萃取剂形成另一液相,以便及时将产物从反应相分离出来。






