流化床反应器_三_

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流化床反应器#三∃大连工学院化工系化工原理教研室第三节流化床反应器设计举例∋用二硝墓甲苯催化加氢制取二胺基甲苯的流化床反应器设%一&设(金卜条件决#)∃化》反应方程式(∗+∗+0,−∗一2“(千4+(、厂飞156气】(2+),.》二)竣又),八/3厂,67此处一反应热、、、,78/39分别代表各物料后面作下标用,#∃二胺基甲苯产量为:−〔吨年〕纯度为;,<77#=∃原料二硝基甲苯的纯度为;:<#4∃氢气的纯度为;>:<7《、:∃反应过程的转化率为?:<7#(.∃各段的温

2、度控制汽化段=−℃反应段,−℃门出口处=−∗7>·,#(−),≅、二)−−。?∃催化剂催化剂负荷为〔公斤几硝恭甲苯公斤催化剂小时二玉度昌,=。,〔公斤米〕堆积重度为.:−〔公斤米〕催化剂的最大颗粒直径为。竹:迄毫米〕最>>。−:〔,−)4−小直径为)毫米〕平均直径为〔毫米〕(流化床反应器的设计可分为下列几个步骤、)7根据化学反应方程式等已知条件作物料衡算、、确定反应物生成物的物性参数7、=作热量衡算7、。4反应器的结构设计和计算。按此步骤分别计算于下一与;一一物料衡算、,Β。()根据指定的产量计算二硝基甲苯的投料量Α#下枷表示反应前的量∃:,−,,指定二胺基甲苯的产量为−〔

3、吨年〕按每年工作日为=−天计算产品纯度为蛇<),(折算为−<纯度的二胺基甲苯则每小时产量为Α,Χ“,〔公·旦巫丝时〕卫瓮黯、,可(根据化学反应式求得纯度为)−<的二硝基甲苯的需要量为),
二>.,Δ万厄厄)−):〔公斤小时〕。:<,,所以二硝基甲苯的实际投料但因二硝基甲苯的纯度为反应过程的转化率为?:<(量为仪Ε二)仓>一,火>)4−贬公斤小时〕
5;:−?:、,(。(∃((计算氢气用量Α设取氢气与二硝基甲苯用量之比2浏2、为切)#分子,。比∃后面的计算将证明这一比例是合适的(按公斤分子数计的二硝墓甲苯用量为、。一人Ε2甘红)4二−>?,〔公斤分子小时〕),),>>2州〕

4、Χ4−28。二4−又−?,二抓〔公斤分子小时〕,,即Α二。二=)火二.4〔公斤小时〕、,Φ(,∃=通过分布板的气体量#反应前∃Α气体量Α包括二硝墓甲苯量Α、和帐气。。,聂Α即,(、>>一入。Γ#子Η,二)4Γ.4二−44ΑΑ〔公斤小时〕相应的重量百分比为义二>Ι八。Χ一)−−.;4<8Ιϑϑ“=−>.<(立硝基甲苯在常压下于=−℃时的蒸气体积为Χ·又‘‘?=Γ=−>二“场=〔米小时〕掇?=(氢气体积为一Κ、?=Γ=−二);−“场>4〔米小时二弩?=气体总一量为(>>(“、、〕Γ(。∃二一=ΛΛΛ=卜);−Χ)=〔米小时〕一.心一。

5、相应的体积百分比为Ε>>。>。=·Μ‘”Χ入土”Ν“乙怪理五=盛∃丁一羚>Μ(ϑ二;?:.<、(4计算反应后各种气体量,()∃生成的二胺基甲苯量前已求得Α。Χ.,〔公斤小时〕,(反应段的温度为,−℃其体积为.,>Λ/二火>4Ο?=Γ,−二:=〔米”小时〕)?==∃,,(生成的水蒸汽量Α根,(据化学反应式的比例关系可山二胺基甲苯量求得水蒸汽生成量为,Α9Χ.,Κ二4−)〔公斤小时〕相应的体积为>Μ,二又?=Γ,−二生互4Δ一)−)〔米”小时〕),?=>=∃,。(过剩的氢气量Α从氢气用量.4〔公斤小时〕中减去参加的氢气最即得过剩。的氢气量(根据化学反应式的

6、比例关系可求得参加反应的氢气量为)二.>.,又.;〔公斤小时〕)>>>0、二4一.Χ::?〔Α..;公斤小时〕相应的体积为·Μ:‘又?=Γ,−二“一).)〔米小时〕丫?=4∃二二硝基甲苯过剩量,Α。(一),,故纯二硝巷崎’苯量而己求得二硝基甲苯的投料量为4〔公斤小时〕其纯度为;:<为(>>)4Δ−;:Χ)=4;〔公斤小时〕>>杂质量为)4一)==;二?)〔公斤小时〕,为了简化计算,,反应杂质量不变将这部分杂质看作是未反应的二硝墓甲苯于是从投1,。(料量和减去反应所消耗的量即得二硝墓甲苯的过剩量反应所消耗的二硝墓甲苯为),二>.,义)−)4〔公斤小时〕)一

7、.)一(>>过剩量为ΑΒΧ)4一)−)4二4−.〔公斤小时〕(相应的体积为>?=Γ,−4−.>二“Λ8Ο续又)−)〔米小时〕),?=、,((:反应后的气体总量Α忽>>>Α二Α人十Α。ΓΑ二十Α,二4−.Γ::?十.,十4−>)二似4〔公斤户卜时〕>。,Α7二,二4〔,根据计算Α−4公斤小时〕符合物质守恒定律(相应的重量百分比分别为,>4−.义)−−二);>,<Ι((二?=<−理>4>>ΙΙ>二===9二);<娜石(反应后气体的总体积流