反应器基础知识课件(原创).pptVIP

反应器基础知识 主 要 内 容 概述 反应器的种类 反应器的一般结构及优缺点 反应器的操作条件 反应器的选型 概述 反应器 　　用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。 　　反应器的应用始于古代，制造陶器的窑炉就是一种原始的反应器。近代工业中的反应器形式多样,例如:冶金工业中的高炉和转炉；生物工程中的发酵罐以及各种燃烧器，都是不同形式的反应器。 概述 石化反应器是进行化学反应的关键设备，而化学反应过程又是原料转化为目的产品的主要过程。因为反应过程是一个极其复杂的过程，不仅要遵守化学热力学和化学反应动力学的规律，还要受到能量传递和热量传递过程的制约，特别指出的是各个过程之间相互影响，使得反应过程极其复杂，所以反应器与其他石化单元设备（如塔、冷换设备、泵、压缩机等）不同。反应器的设计都要单独进行，没有系列可言，设备制造一定要完全满足设计要求，才能保证生产的顺利进行。 反应器的种类 反应器种类很多，但从结构型式来看，可分为管式、塔式、釜式、固定床反应器和流化床反应器。 反应器的种类 管式反应器 管式反应器的特点及应用 管式反应器长径比极大，内部结构简单，能承受较高的压力。 　　管式反应器可以是单管，也可以是环管，一般没有内件。适用于单一气相或液相（即单相）的连续反应。比如液相本体法聚丙烯装置采用的就是环管式反应器，而热裂解炉管采用的是单管式反应器。 塔式反应器 塔式反应器 塔式反应器高径比很大，常用于气-液反应和液-液反应。常用的有鼓泡式反应器（鼓泡塔），其中又可分为简单鼓泡塔和气升式鼓泡塔。 塔式反应器 简单鼓泡塔 　　鼓泡塔为盛液体的空心圆筒，底部装有气体分布器。气体通过分布器上小孔均匀以鼓泡形式进入液相，液相间歇或连续加入反应器，液体和气体可以并流或逆流（并流常见）。为了提高气体的分散程度，减少液位纵向循环，在反应器中安置水平多孔隔板进行时，往往有热效应，常采用夹套或其他外部散热方式。 塔式反应器 气升式鼓泡塔 　　气升式鼓泡塔塔内装有一根或几根气升管，气体从下部的气体分布器进入气升管。在气升管中，气液混合物密度比环形空间中的液体密度小得多，引起液体在环形空间和气升管内做循环流的，故称为气升式鼓泡反应器。苯乙烯装置中的烃化/烃化转移反应器就是这种结构。 釜式反应器 釜式反应器 釜式反应器的高径比为1-2，在石化行业中，除用于液相均相、液相非均相或气相反应外，主要用于聚合反应，即将小分子变为大分子，使反应物具有可塑、成纤、成膜、高弹等特性。很多釜内含有搅拌器和换热装置。大部分反应釜由釜体、搅拌器、减速器、密封装置、换热装置和挡板组成。 釜式反应器 釜体 　　釜体是一个压力容器，其内壁有的要求镜面，有的无此要求。 釜式反应器 搅拌器 　　除聚合过程外，还有许多其他化工过程需要搅拌器。 　　按工艺过程搅拌器可分为混合、搅动、悬浮和分散四种。 　按型式，搅拌器有推进器式、透平式、浆式、锚式、螺轴式、螺带式以及有刮壁作用的搅拌器。前三种适用于高速搅拌低粘稠流体，后几种适用于低速搅拌高粘稠流体。 釜式反应器 传热装置 　　聚合反应往往严格控制聚合温度，要求反应物料纯净不被污染，加之粘度高易结垢，要求传热装置传热效率要高，结构要简单，避免有容易挂胶的粗糙表面和导致结垢的死角，并便于清洗。 釜式反应器 挡板 　　在流体粘度较低，搅拌器转数较高时，容易产生漩涡流况，漩涡是离心力作用于旋转的液体而产生的。可以在釜内安装挡板来消除涡流。通常安装四块挡板，挡板宽度可以为釜直径的1/10至1/12。挡板亦可兼做传热装置。 固定床反应器 固定床反应器 这是进行气-固相反应的一种反应器。气体通过静止的催化剂固体颗粒进行反应。 　　固定床反应器的经典结构有容器式、列管式、径向流动式等。 固定床反应器 固定床反应器优点: 　　1、床层极薄，流体流速很低； 　　2、床层内的流体轴向流动可看成是理想置换流动，因而化学反应速度较快； 　　3、流体停留时间可严格控制，温度分布可以适当调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性； 　　4、催化剂不易磨损； 　　5、可在高温下操作 固定床反应器 固定床反应器缺点: 　　催化剂颗粒不能太大，不能使用细粒催化剂；催化剂导热性较差，催化剂的再生、更换不方便。 流化床反应器 流化床反应器 流化床反应器 缺点： ①由于固体颗粒和气泡在连续流动过程中的剧烈循环和搅动，无论气相或固相都存在着相当广的停留时间分布，导致不适当的产品分布