项目一-反应器选择教学文案.ppt

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1、项目一-反应器选择通过本课程的学习，能掌握各种反应器的基本结构、特点，掌握化学反应动力学表述方式，掌握各种反应器工艺设计方法，能根据反应特征和生产条件选择反应器，初步掌握各种反应器的基本操作和基本维护方法，能判断和排除反应器常见的不正常工况，能初步对反应过程进行优化。本课程的总目标项目一　反应器选择工作任务根据化工产品的反应特点和生产条件初步选择工业反应器的类型任务1　均相反应器的选择化学工业中常见的均相反应器，主要有釜式反应器、管式反应器一、搅拌釜式反应器的应用与分类1.按操作方式分为间歇（分批）式、半连续（半间

2、歇）式和连续式操作。图1-2反应釜的操作方式(a)间歇(b)、(c)半间歇(d)连续(e)多釜串联2.按材质分为钢制（或衬瓷板）反应釜、铸铁反应釜及搪玻璃反应釜。（1）最常见的钢制反应釜的材料为Q235A（或容器钢）。（2）铸铁反应釜在氯化、磺化、硝化、缩合、硫酸增浓等反应过程中使用较多。（3）搪玻璃反应釜，俗称搪瓷锅。能耐大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等介质的腐蚀。3.按反应釜所能承受的操作压力可分为低压釜和高压釜二、搅拌釜式反应器结构釜式反应器是生产中广泛采用的反应器。它可用来进行均相反应，也可用于以液相为主的

3、非均相反应。如非均相液相、液固相、气液相、气液固相等。釜式反应器的结构,主要由壳体、搅拌装置、轴封和换热装置四大部分组成。三、管式反应器的种类与结构多管串联结构管式反应器多管并联结构管式反应器管式反应器四、均相反应器的选择通常反应器选择的依据是：反应的特征：主副反应的生成途径，反应速率、反应热等；反应器的特征：返混大小，流动状态、换热能力等；生产要求：反应温度、反应压力、反应时间、转化率、选择性，压降、能耗、生产能力等。型式适用的反应应用特点应用举例管式反应器气相，液相返混小，所需反应器体积较小，比传热面大，但对慢

4、速反应，管要很长，压降大石脑油裂解，甲基丁炔醇合成，管式法高压聚乙烯生产等反应釜，单釜或多釜串联液相，液液相，液固相适用性强，操作弹性大，连续操作时温度、浓度容易控制，产品质量均一，但高转化率时，反应器体积大甲苯硝化，氯乙烯聚合，酯化反应等表均相化学反应器选择举例任务2　气固相反应器的选择化学工业中最为常用的气固相反应器，主要是固定床反应器和流化床反应器，其他还有移动床反应器和滴流床反应器等。一、固定床反应器的特点与结构（一）固定床反应器的特点1.优点：（1）流体的流动皆可看成是理想置换流动，因此化学反应速率较快，

5、在完成同样生产能力时，所需要的催化剂用量和反应器体积较小。（2）气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。（3）催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。（4）适宜于在高温高压条件下操作。2.缺点：（1）导热性差，温度分布复杂。（2）不能使用细粒催化剂，催化剂的活性内表面得不到充分利用。（3）催化剂的再生、更换均不方便。（二）固定床反应器的类型与结构1.绝热式固定床反应器单段绝热式固定床反应器多段绝热式固定床反应器2.换热式固定床反应器列管式固定床反应器列管式固定床反应器的温度

6、分布3.径向固定床反应器一般固定床中由于压降限制，不能使用太小粒度的催化剂，但催化剂的有效系数降低了，为提高催化剂的利用率而设计了径向反应器。二、流化床反应器的特点与结构（一）流化床反应器的特点1.优点：（1）采用细粒催化剂，传质效率高。（2）传热效率高，床层温度均匀。（3）催化剂容易方便地往来输送。2.缺点：（1）返混较严重，不适宜于高转化率过程。（2）催化剂和反应器均有磨损。流化床反应器（二）流化床反应器的类型与结构1.流化床反应器的结构1.流化床反应器主体锥底浓相段稀相段扩大段2.气体分布装置3.内部构件4.

7、换热装置5.气固回收装置2.流化床反应器的种类单器反应器双器反应器－－双器由流化床反应器和流化床再生器组成，多用于催化剂使用寿命较短容易再生的气固相催化反应过程。三、气固相催化反应器的选择气固相催化反应器选择举例型式适用的反应应用特点应用举例固定床气固（催化或非催化）相返混小，高转化率时催化剂用量少，催化剂不易磨损，传热控温不易，催化剂装卸麻烦乙苯脱氢制苯乙烯，乙炔法制氯乙烯，合成氨，乙烯法制醋酸乙烯等流化床气固（催化或非催化）相传热好，温度均匀，易控制，催化剂有效系数大，粒子输送容易，但磨耗大，床内返混大，对高转

8、化率不利，操作条件限制较大萘氧化制苯酐，石油催化裂化，乙烯氧氯化制二氯乙烷等移动床气固（催化、非催化）相固体返混小，固气比可变性大，粒子传送较易，床内温差大，调节困难石油催化裂化，矿物的焙烧或冶炼任务3　气液相反应器的选择化学工业中最为常用的气液相反应器是鼓泡塔反应器和填料塔反应器，此外还有板式塔反应器、喷雾塔反应器和降膜反应器等。一、气液相反应器的种类与工