在开始讨论前，需要对化学反应的收率和转化率下定义。对反应：

A＋B → X

收率80％是指每1克分子A或B（两者都不过量）能得到0．8克分子的X，其余的20％则为不需要的副产物或没有转化的A或B。后一种情况的原因也许是反应经历的时间不够或者达到了某种平衡状态，离开完全转化尚有明显的差距。

       另一方面，转化率表示系统内某反应物参与反应的比例。收率表示形成产物的量。如果只有一个反应，那么收率和转化率有简单的关系。对一个再循环系统，“单程转化率”表示式的涵义是进入反应器的反应物在它达到反应器出口的时间内反应掉的比值。“总转化率”则表示进入生产系统的某物料在离开系统的诸物料流中被转化掉的比值。

       当某已知反应物可按不同的方式反应时，收率和转化率就不再有如此简单的关系。因为收率通常表示构成总转化率的许多产物中所需的某种产物的比例。

       在收率的定义里，要注意考虑化学反应的化学计量关系。同时还必须确定该收率是相对于进入系统的反应物的量计算的，还是相对于消耗掉的反应物的量来计算的。设反应为：

αA＋βB → xX

此处α，β，x为化学计量系数，并假定反应物A不过量。（以下可以看到，采用一种成另一种反应物过量，往往有重要的经济优越性）在反应终止时，设（X）为形成X的分子数，（A）r是反应掉的A的分子数，最后，设（A）t是进入系统的A初始的总分于数。因此，收率可定义为：

Φ'＝α/x·(X)/(A)r          （6．1）

或者是

Φ＝α/x·(X)/(A)t          （6．2）

在这二种情况中，如果全部转化成X，那么为了使收率等于1（或100％），必须引入化学计量系数α／x。显然，如果所有的A都反应，那么二种定义是相同的。如果反应结束时，有ー些没有反应的反应物不能回收，那么采用式（6．1）比较适当。相反地，如果没有反应掉的反应物可以回收，那么二种定义中从经济角度看式（6．1）比较重要。

例题1    在容积为Vm3的连续搅拌釜式反应器中物质A转变成产物P。装置的进料是A的稀溶液，流量为vm3hr-1，浓度为c（A0）kgmol/m-3。反应对A为一级，反应速率常数khr-1。

       生产成本（这里的生产成本指设备投资的折旧费用）正比于反应器的容积V（反应器是由贵重的材料做成的）。生产的收入正比于生成P的量。当v、c（A0）和k为给定值时，能够导出确定反应器容积的方程式以满足该生产系统得到最大利润的要求（本例题内时间的单位是小时）。

解：    在定常态时，由物料衡算式和反应方程式可得：

v（c(A0)－c(A)）＝kVc(A)               （6．3）

∴      c(A)＝c(A0)／（1＋kV/v）       （6．4）

       生产收入正比于生成的P的量。因为A反应只得到P，故

每小时收入＝av（c(A0)－c(A)）       （6．5）

且已知    每小时生产成本＝bV

以上a、b为比例常数。所以

每小时利润＝av（c(A0)－c(A)）－bV       （6．6）

把（6．4）式的C(A)代入，

每小时利润＝avc(A0)[1－1／(1＋kV/v)]－bV＝akVc(A0)／(1＋kV/v)－bV       （6．7）

为求取最大利润可将式（6．7）对变量V微分，并取导数等于零。重新排列得：

例题2    如果在例题1中的各参数为以下值，根据设备进料A可以算得最大利润的收率：

v ＝10m3hr-1

c(A0)＝2kgmolm-3

k＝25hr-1

a＝1英镑 kgmol-1

b＝2英镑 m-3hr-1

       〔答案：收率为80％，若以反应掉的A为计算基准，收率为多少？〕

例题3    变更例题1的设计。反应器流出物通过一分离器，未反应的A以固体状分离出来，其中一半可适当地再利用，并返回反应器。用和例题2相同的参数值，计算得到最大利润的收率将为多少？

       〔答案：收率为86％〕