南京工业大学梅华(太原会议)讲解.ppt

LOGO 梅华 博 士 2015-08 南京工业大学催化与分离研究室 喷射回路反应系统的理论分析和工业化实践 主要内容 催化与分离实验室简介 1 2 喷射回流反应系统 3 4 部分案例 南京工业大学简介 南京工业大学化学化工学院是南京工业大学的主干院系之一，具有悠久的办学历史，其创始人是我国化学工程学科的倡导者之一时钧院士。学科渊源于中央大学和金陵大学化工系，现为国家重点学科和江苏省优先发展的十一个重中之重学科之一。化学化工学院拥有化学工程与技术一级学科博士点，化学工程与技术博士后流动站，化学工程、化工工艺、工业催化、材料化学工程、生态工业工程5个博士点、化学工程、化工工艺、工业催化、物理化学4个硕士点以及化学工程与工艺、化学两个本科专业，形成了培养从本科生到化工高级专业技术人才的完整体系。 南京工业大学是中国百强名校，具有百年办学传统，是江苏省“十五”期间重点建设的大学。 国家大学科技园 材料化学工程国家重点实验室  产 学 研 研究理念 开发绿色化工工艺过程，用化工的方法解决环境污染问题 做节能减排专家，重点针对化工行业污染问题提出解决办法，力争向环保项目要效益 集基础研究、应用基础研究、过程开发以及工程技术推广应用为一体，产学研用快速结合 气体分离成套技术 催化加氢成套技术 催化脱氢、临氢反应 一 二 三 研究方向 气体分离成套技术 制氢技术 气体提纯 甲醇裂解制氢 煤制氢 焦炉煤气制氢 氢气提纯 PSA制氧 CO2、 CO纯化 氨回收 PSA脱水 气体分离成套技术 三、尾气治理技术 氯苯尾气治理 靛蓝尾气治理 VOC回收技术 羰基化尾气CO回收 草甘膦尾气氢回收 与企业合作的思路和理念 企业委托课题 研究室研究开发 中试 研发课题来源于企业 围绕企业所需解决的问题 经济可行性与技术可行性 实现企业的经济效益 工业大生产 典型的回路反应器 喷射式回路反应器 回路反应器主要由内置喷射器的反应釜、料液循环泵、外置换热器、错流过滤器等构成。 液体循环的流量、扬程、喷射器的结构尺寸、换热器的选用是一个相互关联的系统，设计时需要从设备和工艺的角度综合考虑，才能保证系统达到预期反应的目的。 适用于含固体催化剂的回路反应器 文丘里喷射器 文丘里喷射器是一种高效的气液混合装置。喷射器是由喷嘴，吸气口，气室，喉管，扩散管，尾管构成；在喷射器中气体被高速的液体卷入，发生强烈混合，气体被分散成细小的气泡，与液相充分接触，实现两相高效的传质、传热。 喷射回路反应系统的优越性 充分的气液混合----高雷诺数液体流动和合理的压力分布 充分的热量交换-----外置的换热器 充分的安全性-----气液分离容易 操作方便---可间歇、也可连续化 维护方便---尤其是高压反应 几个案例 江苏长青农化（南通）股份有限公司手性异丙甲草胺项目 小试情况：反应温度80度，压力60公斤以上，反应时间72小时 困难：时间太长，效率太低（主要原因是手性催化剂的浓度为10ppm左右，传质效率太低） 运用喷射回流反应器 工业化装置一次开车成功，条件： 反应温度80度，压力40公斤左右，反应时间4个小时 几个案例 江苏扬农化工股份有限公司甲氧基化反应 工业生产情况：反应温度90度，压力6公斤以上，反应时间7-12小时 困难：时间太长，效率太低（主要原因是反应受传质效率控制） 运用喷射回流反应器扩产改造 500升试验装置5小时完成，20立方反应装置改造一次开车成功5小时完成 目前，30立方搅拌反应装置改造正在进行 我们为客户设计制造的喷射器实物 几个案例 江苏威尔化学有限公司酯化反应装置脱小分子 工业生产情况：反应温度250度，真空鼓氮气反应时间55小时 困难：时间太长，效率太低 运用喷射回流反应器 500升喷射反应器与40立方工业化装置串联使用，反应时间缩短到40小时 目前正在做40立方工业化装置改造，有望在10-20小时完成反应，经济效益可观 喷射回路反应器使用领域 各种气液反应： 加氢反应 氧化反应 烷基化反应 羰基化反应 氯化反应 聚合反应 液液反应： 需要相转移催化剂的情形 液液萃取 ……. 工艺条件 1.反应消耗气量（m3/h） 　 　 　 　 　 　 2.反应温度（℃） 　 　 　 　 　 　 3.反应压力（MPa） 　 　 　 　 　 　 4.原搅拌转速（r/min） 　 　 　 　 　 　 5.反应级数 　 　 　 　 　 　 工艺介质 1.工作液体 　 　 　 　 　 　 ① 主要成分 　 　 　 　 　 　 ② 密度（kg/m3） 　 　 　 　 　 　 ③ 粘度（Pa·s） 　 　 　 　 　 　 ④ 腐蚀情况