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1、·2·石油化工第卷连续搅拌釜式反应器的特性与设计(杨明王彭年赵民育(南京化工研究所(南京永丰化工厂(南京石油加工厂,在间歇搅拌釜式反应器基础上建立起来的连续搅器的计算方法和影响反应器设计的一些因素进行,。拌釜式反应器是化学工业中最先应用于连续生产的介绍和讨论至于那些和间歇搅拌釜相同的设计及计一种反应设备。,,、、、,虽然在型式和结构上二者基本上是算诸如传热系数搅拌功率装料系数载热体等等,,。相同的由于操作方式的改变节省了大量的辅助操作则不拟加以阐述,,时间;同时使得反应器的生产能力得到充分的发挥.,1物料的流动和停留时间分布也大大地减轻了体力劳动强度容易全面地
2、实现机械.,,;也降低了原材料和能量的化和自动化在很多场合连续生产的反应器意味着随时都有着物料的进。因此,,。损耗在化学工业中连续搅拌釜式反应器迄今入和流出假如把反应物料分成足够数量能充分显示。,“”,仍然是应用得最广泛的反应器型式之一其特性的微小单元并称之为粒子那么物料的流,,连续搅拌釜式反应器除了具有一般连续设备的动就是这些物料粒子在进人系统(反应器)后随着时优点外,。,还有它本身的特点由于强烈的机械搅拌作间的进展而处于不同的空间位置最后分别地离开了,,。,用反应器中的物料得到了充分接触这对于化学反应此系统(反应器)任一瞬刻反应器中物料粒子停留,。此外,,
3、或传热来说都是十分有利的这种反应器的操时间粒子进人系统后所经过的时间是各不相同,,,的,—;最后,粒作稳定适用范围较广容易放大也是其它类型连续彼此间就可能产生混合子离开反应器的。,,反应器所不及的停留时间也是不同的有的停留时间长有的停留时间,,连续搅拌釜式反应器常用于中型或较大规模的化短这样就产生了停留时间的分布因此反应器中物料。,它主要适:工生产中从物料相态来看用于粘度不是的混合能产生两种结果反应组份的混合和具有不同,,“”。很大的液相反应液一液混合相反应和具有较细颗粒停留时间粒子的混合后者称之为返混。,,的液一固相反应此外对于气一液相及气一液一固停留时间的
4、分布对反应器性能有很大的影响它。不能,相反应近年来的应用也有所增加从反应的性质来用简单的淮数来表示常用停留时间分布密度刃,。说它特别适用于:和停留时间分布函数F对它进行描述此二函数的一,,般定:①反应速度较快物料的混合起主要作用的反应义如下如硝化、中和等。系统中停留时间为云及云+dt之间的物料在出口,。②转化率不高且产物的分离又较经济和方便的流中所占的分率为dE右,,如醋化。系统中停留时间为O一公之间的物料在出口流中反应,。⑧反应时间较长或反应中途尚需加人各种物料所占的分率为F,。,,的反应如乳液聚合等显然E和尸都是时间右的函数亦即可表示为,,;不可否认这种反
5、应器也有共本身的缺点:一般情E(约和F“)两者之间应有如下之关系况下需要比管式反应器有更大的容积才能达到同样的t,,)一E`。)d。一转化率用于逐次反应时会产生更多的副产物;以及因“{(11),反应器中的压0结构和传热介质所限制力和温度不能。有或过高等等些缺点可以采用多个搅拌釜串联起来组,、d尸(云)成的反应器组而得到弥补工业上多段串联的连续搅,才==E云1一laF()()()。d右拌釜比单个的搅拌釜反应器有着更广泛的应用,:“,由于分率之值在0一1之间故由定义可知F值应遵照伟大领袖毛主席的教导离开具体的分析。”1,=0,,:就不能认识任何矛盾的特性下面将对连
6、续搅拌反应在O一间且F(0)尸(O)=1同时也可得·53·5第期石油化工,此种情:况下产为最大可得一E云二11),,二r,1一s().连续搅拌釜式反应器的计算,主要是以理想的完,尸和E可以用各种方法测定详细情况请参阅有全混合,,为基础然后根据不同的情况予以修正以适甩关著作〔1卜21〕。。停,一于实际留时间分布有二个数字特征是十分重要的,个是所有粒子在系统中的平均停留时间了另一则是.2均相反应时反应容积的计算。,方差产稳定流动中当物料的比容并未因化学反应,或温度、压力等参数变化而改变时,在连续搅拌釜式反应器中经常进行的一种反应平均停留时间应该。类型则是液相均相反
7、应由于机械搅拌的强烈混和作是反应器中物料体积V和进出反应器的体积流率F的,用均相反应时反应器中的物料差不多达到了分子级,:比值即。V的分散程度反应器中各区域的物料组成和出口流的一二二甲:丁3r(1)’,力物料组成基本上是相同的因此可以按照上节所述的一般情:。,况下可以用停留时间分布密度刀来表示完全混合流动类型来进行计算同时因为液体的体,,积受温度及组成变化的影响甚小故在稳定操作时反云刀dt。应器的体积流率亦可视为定值艺=一=一4吕(1)闻述中全以,多段反应器组为例因为单段搅拌反—Ed云,。应器仅是多段反应器组的一个特例即段数怜=1对0,于串联的多段反应器组来说
8、段与段之间的返混基本而方差尹则用来描述