化学反应器ppt课件.ppt

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1、化学反应器概述化工过程：一个特定的化工产品,从原料到产品的生产过程。原料预处理化学反应后处理产品化学反应这一步是化工过程的核心，起着主导作用，它的要求和结果决定着预处理的程度和后处理的难度。化学反应器的定义：用于化学反应的设备，是化工企业的关键装置。对反应器的要求1反应器要有足够的体积2反应器要有适宜的结构4反应器要有足够的机械强度和耐腐蚀能力3反应器要有足够的传热面积5反应器要易操作、易制造、易安装、易维修一、化学反应器的分类按物料的聚集状态1按反应器的结构2按操作方式3均相反应器：气相（石油气裂解）、互溶液相（醋酸和乙醇的酯化反应）非均相反应器：气液相（乙烯和苯反应生成乙苯）气固相、液

2、固相液液相、固固相气液固三相按物料的聚集状态间歇操作反应器反应器按操作方式连续操作反应器按反应器的结构釜式反应器管式反应器塔式反应器固定床反应器流化床反应器釜式反应器基本结构：①釜体②换热装置③搅拌装置基本结构：①釜体②换热装置③搅拌装置釜体：由壳体和上、下封头组成，其高与直径之比一般在1~3之间。在加压操作时，上、下封头多为半球形或椭圆形；而在常压操作时，上、下封头可做为平盖，为了放料方便，下底也可做成锥形。釜式反应器釜式反应器换热装置搅拌装置釜式反应器釜式反应器釜式反应器釜式反应器釜式反应器特点优点：适用范围广泛，投资少，投产容易，可以方便地改变反应内容。缺点：换热面积小，反应温度不易

3、控制，停留时间不一致。绝大多数用于有液相参与的反应，如：液液、液固、气液、气液固反应等。釜式反应器釜式反应器应用釜式反应器主要应用于液-液均相反应过程，在气-液、液-液非均相反应过程也有应用，操作时温度、浓度容易控制，产品质量均一。在化工生产中，既可适用于间歇操作过程，又可用于连续操作过程；可单釜操作，也可多釜串联使用；但若应用在需要较高转化率的工艺要求时，有需要较大容积的缺点。通常在操作条件比较缓和的情况下，如常压、温度较低且低于物料沸点时，釜式反应器的应用最为普遍。反应器的组合操作单个反应器串联操作（反应器大小、类型、操作条件可各不相同）提高反应深度。单个反应器并联操作（一般为相同的操

4、作条件、相同的结构尺寸）增大处理能力。管式反应器基本结构主要用于气固相反应由一根或多根管子串联或并联构成的反应器，长度与直径之比一般大于　５０～１００。（a）直管反应器；（b）盘管反应器；（c）多管反应器2.活塞流反应器（Plugflowreactor,PFR）反应物A反应物B生成物R特点：①反应器的长径比较大。假设不同时刻进入反应器的物料之间不发生逆向混合（返混）。反应物沿管长方向流动，反应时间是管长的函数，其浓度随流动方向从一个截面到另一个截面而变化。活塞流反应器◆塔式反应器鼓泡塔反应器结构示意图1—分布格板；2—夹套；3—气体分布器；4—塔体；5—挡板；6—塔外换热器；7—液体捕集器

5、；8—扩大段定义:凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作固定床反应器.其中尤以用气态的反应物料通过由固体催化剂所构成的床层进行反应的气-固相催化反应器占最主要的地位。如炼油工业中的催化重整，异构化，基本化学工业中的氨合成、天然气转化，石油化工中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙苯脱氢制苯乙烯等等。此外还有不少非催化的气—固相反应，如水煤气的生产，氮与电石反应生成石灰氮(CaCN2)以及许多矿物的焙烧等，也都采用固定床反应器。固定床反应器固定床反应器的结构和特点一、固定床反应器的分类和结构型式根据传热方式的不同分类:固定床反应器主要分为绝热式和换热式两大类。固定床反应器绝热式固定

6、床反应器换热式固定床反应器单段绝热式多段绝热式对外换热式自身换热式下面我们来对各种固定床反应器的型式作一些简单的介绍和讨论。径向反应器轴向反应器（1）轴向反应器轴向反应器一般为空心的圆筒体，在器内下部装有栅板，催化剂均匀堆置其上形成床层；物料进口处有保证气流均匀分布的气体分布器，预热到一定温度的反应气体自上而下通过床层进行反应。绝热式固定床反应器可分为轴向反应器和径向反应器。固定床反应器（2）径向反应器径向反应器的结构较轴向反应器复杂，催化剂装载于两个同心圆筒构成的环隙中，流体沿径向通过催化剂床层，可采用离心流动或向心流动，中心管和床层环隙中流体的流向可以相同，也可以相反。径向反应器1.绝

7、热式反应器右图是绝热式轴向反应器的示意图。它的结构简单，催化剂均匀堆置于床内，床内没有换热装置，预热到一定温度的反应物料流过床层进行反应就可以了。绝热床反应器⑴轴向反应器典型的例子是乙苯脱氢制苯乙烯。反应需供热140kJ／mol，是靠加入高温(710℃)水蒸汽来供应的(乙苯:水蒸汽=1:2.6(质量))，混合后在630℃入床，离床时降到565℃。在此，水蒸汽的作用是：①可以带入大量的显热；②起稀释作用，使反应的平衡向有利