化学反应过程与设备要点详解.ppt

* 化学反应过程与设备 《化学反应过程与设备》 主讲教师： 化学反应过程与设备 主要内容： 一、反应器的选择 1 2 3 二、反应器的设计和优化 三、反应器操作与控制 化学反应过程与设备 1.教材与教参 ?教材采用教育部高职高专规划教材，教材的难度适中，相比本科教材，其特点是复杂的理论分析较少，增加许多工程实践的实例。符合高职高专的培养目标。 化学反应过程与设备 参考资料 化学反应工程原理（第二版）张濂，许志美，袁向前　编著 化学反应工程原理例题与习题（第二版）许志美 化学反应过程与设备 一、反应器的选择 一、均相反应器的选择 1 2 3 二、气固相反应器的选择 三、气液相反应器的选择 化学反应过程与设备 任务1、均相反应器的选择 三个组成部分： ①原料预处理，即按化学反应的要求将原料进行净化等操作，使其符合化学反应器进料要求； ②化学反应，即将一种或几种反应原料转化为所需的产物； ③产物分离，以获得符合规格要求的化工产品。化学反应是化工生产过程的核心。 用来进行化学反应的设备称为化学反应器，化学反应器是化工生产装置中的关键设备。 化学反应过程与设备 一、搅拌釜式反应器的应用与分类 应用： ①可用来进行液液均相反应，也可用于非均相反应 ②可用来完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程 ③可作为有机染料和医药中间体的许多其他工艺过程的反应设备 釜式反应器的特点： 结构简单、加工方便，传质效率高，温度分布均匀，操作条件(如温度、浓度、停留时间等)的可控范围较广，操作灵活性大，便于更换品种，能适应多样化的生产。 化学反应过程与设备 一、搅拌釜式反应器的应用与分类 分类： ①按操作方式 ②按材质 ③按压力 化学反应过程与设备 二、搅拌釜式反应器的结构 基本结构： 搅拌釜式反应器 主要由壳体、 搅拌装置、 轴封 和换热装置 四大部分组成。 化学反应过程与设备 二、搅拌釜式反应器的结构 1、壳体： 构成？ 上盖与筒体的连接方法？ 壳体材料？ 釜低形状？ 2、搅拌装置： 组成：搅拌轴和搅拌电机 目的：是加强反应釜内物料的均匀混合，以强化反应的传质和传热。 化学反应过程与设备 二、搅拌釜式反应器的结构 3、轴封： 目的：用来防止釜的主体与搅拌轴之间的泄漏 分类：填料密封、机械密封 化学反应过程与设备 二、搅拌釜式反应器的结构 4、换热装置： 作用：用来加热或冷却反应物料，使之符合工艺要求的温度条件的设备 结构型式：夹套式、蛇管式、列管式、外部循环式等 化学反应过程与设备 二、搅拌釜式反应器的结构 无泄漏磁力釜基本结构： 1、釜体： 釜身： 釜盖： 2、搅拌转子： 为了使釜内物料进行激烈搅拌，以利化学反应，在釜内垂直悬置一根搅拌转子，其上配置与釜体内径成比例的搅拌器(如涡轮式、推进式等)，搅拌器离釜底较近，以利物料翻动。 (3)传热构件釜内介质的热量传递，可在釜外焊制传热夹套，通入适当载热体进行热交换，也可以在釜内设置螺旋盘管，在管内通载热体把釜内物料的热量带走或传入，以满足其化学反应的需要。 化学反应过程与设备 二、搅拌釜式反应器的结构 3、传热构件： 釜内介质的热量传递，可在釜外焊制传热夹套，通入适当载热体进行热交换，也可以在釜内设置螺旋盘管，在管内通载热体把釜内物料的热量带走或传入，以满足其化学反应的需要。 4、传动装置： 旋转运动是通过一个磁力驱动器来实现的，它位于釜盖中 央，与搅拌转子联成一体，以同步转速旋转。 化学反应过程与设备 二、搅拌釜式反应器的结构 5、安全与保护装置： 釜盖上设置有安全阀或爆破片泄压安全附件。当釜内压力超过规定压力时，打开泄放装置，自行降压，以保证设备的安全。安全阀必须经过校准后才能使用，校正后加铅封。 釜盖与釜体法兰上均备有衬里夹层排气小孑L，如有渗漏，首先在此发现，可及时采取措施。 密闭釜体内部转轴运转情况可借助于装在磁力驱动器外部的转速传感器显示出来，如有异常情况，可及时采取停车检查措施。 化学反应过程与设备 二、搅拌釜式反应器的结构 反应釜的特点与发展趋势： 1、反应釜的共同特点 ①结构基本相同。 ②操作压力较高。 ③操作温度较高。 ④反应釜中通常要进行化学反应。 ⑤反应釜多属间歇操作。 2、发展趋势 ①大容积化。 ②反应釜的搅拌器已由单搅拌器发展到用双搅拌器或外加泵强制循环。 ③生产自动化和连续化。 ④合理利用热能。 化学反应过程与设备 三、管式反应器的应用与分类 (一)管式反应器在化工生产中的应用与分类： 化学反应过程与设备 三、管式反应器的应用与分类 (二)管式反应器的特点： 操