反应器操作与设计 反应器操作与设计 均相反应器的选择第2次课.ppt

明确任务 一、固定床的结构特点及应用 二、流化床的结构特点及应用 要求： 全组成员查阅相关材料并汇总，选派代表上台陈述（最好用PPT的形式）时间（10-15min） 乙酸正丁酯合成反应器的选择与操作 乙酸正丁酯是一种具有愉快水果香味的无色易燃液体，可作为优良的有机溶剂，对醋酸丁酸纤维素、乙基纤维素、氯化橡胶、聚苯乙烯、甲基丙烯酸树酯以及许多天然树胶等均有良好的溶解性能，广泛应用于硝化纤维、清漆生产中，在各种石油加工和制药过程中用作萃取剂；还常用于调制香料和药物。 某化工厂用乙酸和丁醇为原料生产乙酸正丁酯，其反应式为: 反应在373K等温条件下进行，以硫酸为催化剂,反应速度常数k=0.0174m3/（kmol·min）。该反应以乙酸（下标以A计）表示的动力学方程式为 现要求装置的生产的能力为：665吨乙酸正丁酯/a，工作时间300天，乙酸转化率xAf=50%，乙酸正丁酯收率为90%，工艺规定进入反应器的原料中，乙酸与正丁醇的摩尔比为1:5.4。 已知：原料乙酸密度为970kg/m3,正丁醇密度为811kg/m3 试根据反应任务选择合适的反应器并确定其反应器的有效体积。 反应器类型的初步选择 乙酸和丁醇生产乙酸正丁酯，由于用硫酸作为催化剂，此反应属于液-液均相反应，根据以上各类反应器的适用条件，可以判断此反应任务既可以采用釜式反应器，也可以采用管式反应器。釜式反应器既可以连续操作，也可以间歇操作。可以单釜操作，也可以多釜串联操作。 那么到底是选釜式还是选管式反应器，还需进一步根据反应所需的容积来确定其中之一。 * 谢谢！ （2）封头 封头常用的形状有平面形、碟形、椭圆形和球形，釜底也有锥形。 ① 平面形结构简单，容易制造，一般在釜体直径小、常压（或压力不大）条件下操作时采用； ② 碟形和椭圆形应用较多； ③ 球形多用于高压反应器。 ④ 当反应后的物料需用分层法使其分离时可用锥形底。 （2）人孔（或手孔） 在大多数反应釜的盖上都有人孔(或手孔),人孔（或手孔）被用来加入固态物料，和清理检修反应釜内部。人孔的直径为400毫米（圆形的）或300×400毫米（椭圆形的），大部分人孔是圆形的。人孔或手孔有多种形式，它包括焊接固定在釜盖上的孔体，平的或凸形的孔盖，用螺钉拧紧孔盖，使其密闭。 反应釜的人孔 (3) 压料管 压料管是利用压缩空气或其他气体从反应釜中将全部液态物料压出时所用的管子。压料管的位置一般贴着釜壁安装。 反应釜的压料管 并不是每一个反应釜都必须有这样一根压料管，只有在这一反应釜内的物料要输送到位置更高或并列的另一设备中去，才考虑安装压料管。 (4)温度计套管 在反应釜中所处理的物料温度，主要是利用放在特制的套管中的长温度计或热电偶来进行计量的。这类套管都是用铸铁或钢做成的一端封闭的管子，在这类管子中注入一些机油或其它高沸点的液体(?)，然后插入温度计或热电偶。再通过连管插到反应釜中去，并用螺钉使它与连管固定。 温度计套管 （5）视镜 作用：为了便于观察设备内部的物料反应情况，也可作物料液面指示。 是指为了防止操作失误而装设的控制结构，如紧急切断阀、超压连锁保护装置等。 用于显示和检测容器内部工作介质的各项参数，主要有压力表、温度计和液面计等。 （6）安全装置 物料在反应过程中，压力有可能增高，这将使操作条件发生变化，并影响反应器的安全，则需设置安全装置。 计量检测仪表 安全泄放装置 安全连锁装置 安全装置包括三大类： ① 当容器在正常工作压力下运行时，保持严密不漏； ② 若容器内的压力一旦超过限定值，则能自动、迅速地排泄出容器内介质，使容器内的压力始终保持在许用压力范围以内； ③ 自动报警。 安全泄放装置主要包括安全阀、爆破片以及两者的组合装置。 安全泄放装置的作用： 通过阀的自动开启排出气体来降低容器内过高的压力。其优点是仅排放容器内高于规定值的部分压力，当容器内的压力降至稍低于正常操作压力时，能自动关闭，避免一旦容器超压就把全部气体排出而造成浪费和中断生产；可重复使用多次，安装调整也比较容易；但密封性能较差，阀的开启有滞后现象，泄压反应较慢。 安全阀的作用原理： 是一种断裂型安全泄放装置，它利用爆破片在标定爆破压力下即发生断裂来达到泄压目的，泄压后爆破片不能继续有效使用，容器也被迫停止运行。虽然爆破片是一种爆破后不重新闭合的泄放装置，但与安全阀相比，它有两大优点：一是密闭性能好，能做到完全密封；二是破裂速度快，泄压反应迅速。 注：当安全阀不能起到有效保护作用时，必须使用爆破片或爆破片与安全阀的组合装置。 爆破片作用原理： （6