项目一 反应器选择.ppt

化学反应过程与设备 本课程的总目标　 　　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。 项目一　反应器选择 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 三、管式反应器的种类与结构 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。 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，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 2.换热式固定床反应器 3.径向固定床反应器 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 2.流化床反应器的种类 三、气固相催化反应器的选择 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业应用 （一）气液相反应的特点与应用 1.气液相反应的特点 　　　气液相反应侧重于研究传质过程如何影响化学反应的转化率、选择性及宏观速率，以求经济、合理地利用气体原料生产化学产品，即着眼于化学反应，故称其为气液相反应。 2.气液相反应的工业应用 　　在化学工业中，气液相反应广泛地应用于加氢、磺化、卤化、氧化等化学加工过程。 （二）气液相反应器的基本类型与特点 1.气液相反应器的基本类型 二、鼓泡塔反应器结构 　　　化学工业所遇到的鼓泡反应器，按其结构可分为：空心式、多段式、气提式和液体喷射式。 三、气液相反应器的选择 　1.具备较高的生产能力 　2.有利于反应选择性的提高 　3.有利于降低能量消耗 　4.有利于反应温度的控制 　5.能在较少液体流率下操作 思考与复习 1-1釜式反应器的种类有哪些？各有哪些特点和应用？ 1-2釜式反应器的基本结构及其作用是什么？ 1-3无泄漏磁力釜的安全与保护装置有哪些？ 1-4管式反应器的特点？基本结构有哪些？ 物理过程的原理和操作设备——《流体流动与传热》和《传质与分离技术》 化学反应过程的原理和反应设备——《化学反应过程与设备》，属于化学反应工程的范畴 化学反应器是化工生产装置中的关键设备 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 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