反应工程-反应器摘要.ppt

? 两个绝热层间加换热器 在层加换热盘管 有多层绝热 用外加物料中间直接冷激 用原料气中间冷激 对可逆和不可逆吸热反应，T升高rA增加。 可逆放热反应，T升高rA有一极大值。 平衡温度 绝热式固定床反应器 单段绝热反应器优点：结构简单；空间利用率高；造价低。但是，对于一些热效应大的反应，由于温升过大，反应器出口温度可能会超过允许的温度。对于可逆放热反应，反应器的轴向温度分布会远离最佳温度分布，从而造成反应器的生产能力降低，甚至会由于化学平衡的限制而使反应器出口达不到所要求的转化率。因此，单段绝热反应器的使用受到了一些限制，单段绝热反应器适用于下列场合： (1)反应热效应较小的反应，(2)温度对目的产物收率影响不大的反应;(3)虽然反应热效应大，但单程转化率较低的反应或者有大量惰性物料存在，使反应过程中温升小的反应， 径向反应器 由混合室、收集室、催化剂室和中心室组成。 可用于细颗粒催化剂、压降不高节省了动力消耗。 绝热式固定床反应器 　　　　　图7.3　多段固定床绝热反应器(补充动画） 第五节 气―固相催化反应器概述 第五节 气―固相催化反应器概述 第五节 气―固相催化反应器概述 第五节 气―固相催化反应器概述 第五节 气―固相催化反应器概述 第五节 气―固相催化反应器概述 第五节 气―固相催化反应器概述 第五节 气―固相催化反应器概述 第五节 气―固相催化反应器概述 对非理想流动反应器，其偏离理想流动(返混)的程度采用停留时间分布表征，它的设计计算也像理想反应器一样从建模开始。实际反应器的建模思路是：研究实际反应器的流动状况和传递规律，设想非理想流动模型，导出该模型参数与停留时间分布的定量关系，然后通过实验测定停留时间分布确定模型参数，再从若干可能的模型中筛选出最能反映实际情况而参数又少的模型(检验模型)供设计计算。 反应器计算的思路是：研究反应器的流动状况，建立流动模型(对等温反应器借助物料衡算)，结合反应器内的动力学模型，获得反应器的数学模型，再根据已知条件使用模型进行计算。 气固相催化反应器在化工生产中有着广泛的应用，其中进行的气固相催化反应过程较之均相反应具有复杂性，但气固相催化反应器的设计计算与均相反应器的设计计算的思路却是相同的。本章仅就气固相催化反应过程的特点和气团相催化反应器的结构特征进行了介绍，若有进一步的学习需要，读者可参考有关专著. 化学反应工程学的框架及其相互联系，可用下图表示： 气―固相催化反应通常在固定床反应器、流化床反应器和移动床反应器中进行。 一、固定床反应器 气体反应物通过静止不同的固体催化剂所形成的固定床层而进行反应的装置称作固定床反应器。表XX列出了一些主要的固定床催化反应过程。 表XX 主要固定床催化反应过程 催化重整 异构化 二氯化烷 醋酸乙烯酯 丁二烯 顺酐 苯酐 环已烷 苯乙烯 加氢脱烷基 烃类水蒸气转化 一氧化碳变换 一氧化碳甲烷化 氨合成 二氧化硫氧化 甲醇合成 石油化学工业 基本化学工业 固定床反应器的主要优点是床层内流体的流动接近活塞流，可用较少量的催化剂和较小的反应器容积获得较大的生产能力，当伴有串联副反应时，可获得较高的选择性。此外，结构简单、操作方便、催化剂机械磨损小，因而固定床反应器获得了广泛应用。 固定床反应器有三种基本形式：绝热式、多段绝热式和列管（多管）式。 1、绝热式固定床反应器尚可分为轴向反应器和径向反应器。轴向绝热式固定床反应器，如图XX所示。这种反应器结构最简单，它实际上就是一个容器，催化剂均匀堆置于床内，预热到一定温度的反应物料自上而下流过床层进行反应，床层同外界无热交换。径向绝热式固定床反应器，如图XX所示。径向反应器的结构较轴向反应器复杂，催化剂装载于两个同心圆构成的环隙中，流体沿径向流过床层，可采用离心流动或向心流动。径向反应器的优点是流体流过的距离较短，流道截面积圈套，床层阻力降较小。径向反应器适用于要求气流通道截面大，但床层较薄。这时如采用轴向床，反应器直径将过于庞大，气流均布也有困难。 2、多段绝热式固定床反应器系由多个绝热床组成，段间可以进行间接换热，或直接引入气体反应物（或惰性组分）以控制反应器内的轴向温度分布。图XX是用于SO2转化的多段绝热反应器，段间引入冷空气进行冷激。对于这类可逆放热反应过程，可通过段间换热形成先高后低的温度序列利于提高转化率。 * 6.3绝热床反应器 无径向床壁传热，