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反应过程与技术 2013.9 绪 论 一、化学反应工程 1. 化工生产过程 产 物 的 分离提纯 原 料 预处理 化学反应 （核 心） 1 绪论 2. 化学反应工程 化学反应工程是一门研究如何在工业规模上实现化学反应过程的学科。 化学反应过程是化工生产的核心 二、化学反应过程的基本分类 1 绪 论 间歇反应、连续反应、半连续（或半间歇）反应 操作方式 等温反应、变温反应 温度变化 均相反应（气相、液相）， 非均相反应（气-液相、气-固相、液-液相、液-固相、气-液-固相） 相 态 吸热反应、放热反应 热效应 零级反应、一级反应、二级反应、分数级反应等 反应级数 可逆反应，不可逆反应 热力学特征 简单反应，复杂反应（平行反应、连串反应、自催化反应等） 反应机理 反应特性 化学反应类型 分类特征 三、化学反应的操作方式 （1）间歇操作 指一批物料投入反应器后，经过一定时间的反应再取出的操作方法。 （2）连续操作 指反应物料连续地通过反应器的操作方式。 （3）半连续操作 指反应器中的物料，有一些是分批地加入或取出，而另一些则是连续流动通过反应器。 1 绪 论 四、反应器的分类及特点 1 绪 论 绝热式反应器、自热式反应器、换热式反应器 传热方式 等温反应器、非等温反应器 温度变化 间歇式反应器、连续式反应器、半连续（半间歇）式反应器 操作方式 管式反应器、釜式反应器、塔式反应器、固定床反应器、流化床反应器等 结构 均相反应器、非均相反应器 反应类型 反应器类型 分类方法 搅拌釜式反应器 1 绪 论 氯乙烯聚合，顺丁橡胶聚合，甲苯硝化等 操作弹性大，适用性强，产品质量均一。但单釜连续操作返混大 液相、液-液相、液固相 釜式反应器 生产实例 特点 适用的反应 轻油裂解制乙烯管式非催化反应器 1 绪 论 石脑油裂解，管式法高压聚乙烯等 返混小、所需反应器体积小，比传热面大，仅适于连续操作，停留时间受管长限制 气相、液相 管式反应器 生产实例 特点 适用的反应 邻二甲苯氧化制苯酐多管式固定床反应器 1 绪 论 乙苯脱氢制苯乙烯，合成氨，石油重整等 返混小，催化剂不易磨损，传热性能差，催化剂再生不易 气固（催化或非催化）相 固定床 生产实例 特点 适用的反应 重油的催化裂化流化床反应器 1 绪 论 石油催化裂化，萘氧化制苯酐，丙烯氨氧化制丙烯腈等 返混大，传质、传热好，催化剂有效系数大，但磨损大 气固（催化或非催化）相、催化剂失活很快的反应 流化床 生产实例 特点 适用的反应 乙苯加氢气液塔式反应器 1 绪 论 苯的烷基化，乙烯基乙炔的合成，二甲苯氧化等 气相返混小、液相返混大，气相压力降大，温度易于调节，流速有限制 气液相、气液固（催化剂）相 鼓泡塔 生产实例 特点 适用的反应 1 绪 论 化学反应过程 物理过程 化学过程 流体的返混、不均匀流动 传质过程 传热过程 这些物理过程与化学反应过程同