化工过程开发与设计化工过程放大

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1、第8章化工过程放大化工过程开发与设计冷模试验8.2中试8.3反应过程放大的基本方法8.1第8章化工过程放大反应器的设计8.48.1反应过程放大的基本方法12逐级经验放大数学模型方法8.1.1逐级经验放大1．研究方法（1）反应器的选型（2）优化工艺条件（3）反应器放大8.1.1逐级经验放大2．基本特征（1）只综合考察输入变量和输出结果的关系，未能深入研究过程的内在规律（2）试验次序人为规定，并非科学合理的研究程序（3）放大过程是外推的，并不一定完全可靠8.1.1逐级经验放大例[8.1]磷钨杂多酸催化剂（HPW）制备工艺

2、的放大研究。杂多酸是酸强度较为均一的纯质子酸，其酸性不但强于硅酸铝和各种分子筛等固体酸，也强于氢氟酸、硫酸等液体酸。本例采用经典酸化——乙醚萃取法间歇制备12-磷钨杂多酸。图8.1磷钨杂多酸催化剂的制备工艺8.1.1逐级经验放大（1）反应器选型（2）条件优化（3）反应器的放大（4）放大效应分析1）结构分析2）性能分析8.1.1逐级经验放大表8-1正交实验方案和结果序号Na2HPO4A/gHClB/mL时间C/h温度D/℃收率%1401552.58084.712401603.08589.433401653.59084.

3、454501553.09084.435501603.58080.116501652.58585.387601553.58585.588601602.59088.769601653.08078.79k186.284.986.381.2k283.386.184.286.8k384.482.983.485.9极差R2.93.22.95.68.1.2数学模型方法1．研究方法（1）实验室研究化学反应规律（2）大型冷模试验研究传递过程规律（3）综合上述两过程特征，建立数学模型（4）通过中试检验数学模型的等效性8.1.2数学模型方

4、法2．基本特征（1）过程分解（2）简化过程运行规律，建立等效模型（3）建立和检验数学模型8.1.2数学模型方法1.流动模型本系统的流动模型涉及气相与液相（料浆）。气相因不参与循环，可近似按平推流处理。表8-2不同循环比条件下的全混流反应器级数实验号磷酸流量/m3·h-1氨流量/kg·h-1料浆中和度/R磷铵料浆循环比β级数mw(P2O5有效)/%w(P2O5水溶)/%13.0219.21.1618.9416.429.92.122.3189.11.1922.7921.0112.31.6532.0177.01.1822.

5、3720.5515.91.4641.65132.41.1520.7819.0117.51.2351.30113.11.1722.8921.0722.11.108.1.2数学模型方法2．宏观动力学模型（1）模型的选择与简化（1）（2）（3）（4）8.1.2数学模型方法（5）（6）8.1.2数学模型方法（2）实验及模型的参数估值图8.2外环流氨化反应器流程图8.1.2数学模型方法图8.3作图法求反应段高度Hr8.1.2数学模型方法（7）（8）（9）（10）（11）（12）8.1.2数学模型方法表8-3模试实验数据试验号u

6、g,0/m·s-1St×102/SrβRHr/mG1/kg·h-1G2×102/kg·h-1kGa/s-1kGa*/s-1相对偏差/%1178.31.2013.71.021.7412.4920.75413.0412.47-4.52261.10.47116.571.071.3122,2500,29816,2717,63+8.43265.20.47116.71.141.4022.2891.18115.1115.62+3.44173.41.3110.80.932.4942.6450.3129.299.38+1.05178.

7、11.3111.51.052.2762.4171.1699.148.34-8.86241.40.94014.71.191.6952.5860.50712.4311.70-5.97241.70.94015.11.091.5022.6461.65415.7515.43-2.08239.60.94015.01.081.5732.6231.18014.9715.67+4.79287.30.47118.31.000.9111.5760.17616.1116.92+5.010283.10.47119.01.100.9361.55

8、30.68815.0914.39-8.911280.20.47119.61.150.8651.5371.29214.9613.72-8.312158.02.4813.701.141.9884.3632.00418.3318.67+1.98.1.2数学模型方法3．中试对模型的修正（1）液相流动模型的修正图8.4外环流氨化反应器流程简图1.反应管；