第三章 节 精细有机合成工艺学基础幻灯片.ppt

第 3 章 精细有机合成的工艺学基础 ; 精细有机合成的工艺学基础 ; 精细有机合成反应过程主要特点有：产品种类多、原料多、反应种类多（各种单元反应）、反应形式多（均相：气相、液相，非均相：气－液、气－固、液－固等，光有机合成、电解有机合成、酶催化等）、催化剂多（Cat.有固相、液相、气相，还有光、热引发等）。;;;精细有机合成的工艺学基础 化学计量学;精细有机合成的工艺学基础 化学计量学;精细有机合成的工艺学基础 化学计量学;精细有机合成的工艺学基础 化学计量学;精细有机合成的工艺学基础 化学计量学;精细有机合成的工艺学基础 化学计量学;精细有机合成的工艺学基础 化学计量学;3.3化学反应器 ;3.3.2间歇操作和连续操作 间歇操作(Batch process)：将各种原料按一定的顺序加到反应器中，并在一定温度、压力下经过一定时间完成特定的反应，然后将反应好的物料从反应器中放出。 特点：反应体系中反应物的组成随时间而改变，体系中的温度和压力也可以随时间而改变。 ? 连续操作(continuous process)：将各种原料按一定的的比例和恒定的速度连续不断地加入到反应器中，并且从反应器中以恒定的速度连续不断地排出反应物。 特点：某一特定部位的反应物的组成、温度和压力原则上是恒定的。 ;3.3.3间歇操作反应器 与实验室设备相似，所不同是规模大，制造材料和传热方式不同。 ;聚丙烯合成反应釜;3.3.4 液相连续反应器 1.理想混合型反应器 特点： （1）搅拌强烈，具有最大返混，传质传热效果好 （2）体系中各处的物料组成、温度相同； （3）出口物料的组成、温度与锅内每一处的物料的组成和温度相同； （4）各物料质点的停留时间不同。 ;理想混合型反应器缺点 ： （1）由于锅内物料组成与出口物料的组成相同，则反应物料浓度很低，反应速度小； （2）出口物料中有未反应的原料，影响收率； （3）锅内反应产物的浓度较高，容易发生连串副反应。 ;加料;非理想混合多釜（锅）串联反应器 优点： （1）釜与釜之间不存在返混。 （2）可提高反应速度与设备???产能力，不同反应釜可控制不同的反应温度。 （3）出料中原料浓度低，产物浓度高，可减少副反应连串反应。 ;串联釜式反应器;2.理想置换型反应器（活塞流或平推流反应器） 是典型的管式反应器，反应原料从管子的入口端进入，在管内向前流动，经过一定时间后，从管子的出口端流出，在理想条件下，没有返混作用。 ;加料;高压聚乙烯管式反应器;气 液 相 塔 式 反 应 器;3.3.6气固相接触催化反应器 气固相接触催化反应：将反应原料的气态混合物在一定的温度、压力下通过固体催化剂表面来完成的反应。 气固相接触催化反应器类型：绝热固定床、列管固定床、流化床反应器。 绝热固定床反应器：适用于过程热效应不大，反应产物比较稳定，对反应温度变化不太敏感、反应气体混合物中含有大量惰性气体（如水蒸气或氮气），一次通过反应器转化率不太高的过程。 列管式固定床反应器：主要用于热效应大，对温度变化比较敏感、要求转化率高、选择性好，必须使用粒状催化剂、催化剂寿命长、不需要经常更换催化剂的反应过程。 ;单层绝热反应器;固定床反应器;固定床反应器;流化床反应器 主要构件：壳体、气体分布板、热交换器、催化剂回收装置等 基本原理：当气体经过分布板以适当速度均匀地通过粉状催化剂床层时，催化剂的颗粒被吹动，漂浮在气体中做不规则的激烈运动，整个床层象沸腾的液体一样，能够自由运动，所以又称为沸腾床。 ;反应气体;流化床反应器;3.3.7气－液－固三相反应器 主要用于低碳烯烃的聚合反应，各种液相加氢、使用生物酶催化剂的各种生物催化反应。 ;鼓 泡 型 三 相 固 定 床 反 应器;淋液型三相 固定床反应器;1.一种化工产品的合成路线，指的是 （1）选用什么原料，经由哪几步单元反应来制备； （2）原料的预处理和反应物的后处理； （3）采用间歇式操作还是采用连续式操作； （4）反应物的分子比，主要反应物的转化率以及反应过程的温度、压力和时间等。 2.关于间歇式操作，下面说法错误的是 （1）是将各种反应原料按一定的顺序加到反应器中，并在一定温度、压力下经过一定时间完成特定的反应，然后将反应好的物料从反应器中放出； （2）反应物的组成随时间而改变； （3）反应物的温度和压力也可以随时间而改变； （4）间歇式操作仅适于反应时间要求很长的反应。;3关于连续操作的说法错误的是： （1）连续操作是将各种反应原料按一定的比例和恒定的速度