反应器一(绪论+釜式).doc

= 绪 论 化学反应过程与设备概述 化工生产过程一般分为三个阶段：原料预处理、化学反应和产品精制。其中化学反应过程是化工生产过程的核心。 1．化学反应过程与设备研究的目的 生产过程中反应过程最优化（设计最优和操作最优）。 2．化学反应过程与设备研究的内容： （1）化学动力学特性研究 （2）流动、传递过程对反应的影响 （3）反应器计算，过程分析及最优化 3．化学反应过程与设备的作用 （1）反应器的合理选型 （2）反应器操作的优选条件 （3）反应器的工程放大 二、化学反应器的分类 1.按物料的聚集状态分：（1）均相、（2）非均相。 2.据反应器结构分：（1）管式、（2）釜式、（3）床式、（4）塔式。 3.根据温度条件和传热方式分类：（1）等温、(2)非等温；（1）绝热式、（2）外热式、（3）蒸发传热式。 4.按操作方式分：（1）间歇式、（2）连续式、（3）半连续式 三、反应器的选型要点 1．根据反应物系的相态，选择使用的反应器结构形式。 2．根据工艺要求的产量，选择反应器形式和操作方式。 3．分局反应速率及动力学特性选择。 4．根据生产要求（如反应温度、压力、时间、转化率、选择性、压降、能耗、生产能力等）选择。 项目1 均相反应器 由于均相反应不存在相界面，因而反应器的有关结构和计算比较简单。对于某些非均相反应，可根据反应动力学简化为均相反应过程处理。均相反应器计算的基本原理和方法，同样适用于非均相反应器，可以作为各类反应器计算的基础。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。, 主要由壳体、搅拌装置、轴封和换热装置四大部分组成。 釜式反应器有间歇式、半间歇式、连续式三种操作方式釜式反应器的筒体皆制成圆筒形。 原因（1）、搅拌釜通常适用于低压或常压反应 （2）、筒体外夹套内通常通水蒸气作为热源 B外压容器的稳定性 （1）、外压容器（圆筒）的失稳：在外压作用下，圆筒体失去原来形状而被压瘪的现象。 （2）、失效形式有两种： ①一种是因强度不够而破裂； ②另一种是因刚度不够而失稳。 外压容器失稳前，器壁内只有单纯的压缩应力，在失稳后，容器变形使器壁内产生了以弯曲应力为主的附加应力。外压容器的失稳需要一定条件，对于特定的壳体，当外压小于某一临界值时，器壁在压缩应力作用下处于平衡的稳定状态，即使增加外压，也不会引起壳体形状和应力状态的改变，外压卸除后，壳体能恢复原来形状。但是，外压一旦达到临界值，壳体的形状和应力状态就会发生突变，壳体产生永久变形，即使外压卸除后也不能恢复其原来形状。 外压容器的失稳不仅使设备失效，造成经济损失，甚至会导致生产和人身的安全事故。对于常用的外压薄壁容器，失稳往往是在强度能满足要求的情况下发生的，因此，保证壳体的稳定性是外压薄壁容器计算和分析的主要内容。 内压容器的压力试验： ①压力试验的目的：验证超过工作压力条件下密封结构的严密性；验证超过工作压力条件下焊缝致密不漏；检验强度。 ②压力试验有两种，液压试验和气压试验。 致密性试验： ①?符合下列情况时，容器应考虑进行致密性试验： ? a.介质为易燃、易爆和极度危害或高度危害时； ? b.对真空有较严格要求时； 如有泄漏将危及容器的安全性和正常操作者。 ② 致密性试验方法有：气密性试验、煤油渗漏试验和氨渗漏试验方法等 2、壳体的材质 壳体的材质主要为钢制反应釜、铸铁反应釜及搪玻璃反应釜。 A最常见的钢制反应釜的材料为Q235A（或容器钢）。钢制反应釜的特点是制造工艺简单、造价费用较低，维护检修方便，使用范围广泛，因此，化工生产普遍采用。由于材料Q235A不耐酸性介质腐蚀，常用的还有不锈钢材料制的反应釜，可以耐一般酸性介质。经过镜面抛光的不锈钢制反应釜还特别适用于高粘度体系聚合反应。 B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。 C搪玻璃反应釜性能如下： ① 耐腐蚀性：能耐大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等介质的腐蚀。 搪玻璃设备不宜用于下列介质的储存和反应：任何浓度和温度的氢氟酸；PH＞12且温度大于100℃的碱性介质；温度大于180℃、浓度大于30%的磷酸；酸碱交替的反应过程；含氟离子的其他介质。 ② 耐热性：允许在- 30～+240℃范围内使用 ③ 耐冲击性：耐冲击性较小。 3、釜底和釜盖常用的形状有平面形、碟形、椭圆形和球形， 釜底也有锥形。 碟 形：应用较广。 球 形：适用于高压场合； 椭圆形：应用较广。 锥 形：适用于反应后物料需要分层处理的场合。 4、手孔、人孔：安装和检修设备的内部构件。 5、