管式反应器工艺设计计算 (1).pptx

项目二管式反应器操作与控制任务0202工艺设计与选型任务引入：青职化工厂接到生产乙二醇的订单,该厂拟采用环氧乙烷和水发生水合反应生产乙二醇，年产量50000吨。反应在恒温条件下进行，温度为423K~473K，压力为1.5~2.0MPa,进料比为环氧乙烷:水=1:15~20（mol）。本次任务：确定完成生产任务所需的反应器大小及其材质反应器容积计算单元任务点0202－1理想置换流动模型总结理想置换流动模型的含义、特点0202－2PFR体积的解析法计算总结PFR体积的解析法计算公式，能熟练运用公式进行计算0202－3PFR体积的图解法计算总结PFR体积的图解法计算步骤，能熟练运用图解法进行计算0202－1理想置换流动模型含义：理想置换流动模型也称作平推流模型或活塞流模型。与流动方向相垂直的同一截面上各点流速、流向完全相同，即物料是齐头并肩向前运动的。特点：在定态情况下，所有分子的停留时间相同，浓度等参数只沿管长发生变化，与时间无关。所有物料质点在反应器中都具有相同的停留时间。Z/20Zxxx+?xCApositionCAtimeCA,OCA,Ox=0X=Z/2CA,outCA,outX=ZZZ/2xtdVRxAxA+dxA0202－2PFR体积的解析法计算CAfV0CA0xAfxAf=0v0cA0(1-xA)rAdVRv0cA0(1-xA-dxA)0流入量=流出量+反应量+累积量BR与FPR的等效性τC：空时，为反应器有效体积与物料初始进料的体积流量的比值，hτ：停留时间，为反应器有效体积与反应器内物料的体积流量的比值。SV：空速，对于均相反应，空速是空时的倒数，h-1注意：由于反应过程物料的密度可能发生变化，体积流量也将随之变化，只有在恒容过程，称为物料在反应器中的停留时间才是准确的。即τC=τ总结恒温恒容不可逆PFR的计算公式零级反应：一级反应：二级反应：就反应过程而言，PFR和BR两种反应器具有相同的效率。因BR是间歇过程，存在非生产时间，其生产能力低于PFR。[rA]-1[rA]-1τc/cA0τcxA0xxAfCA0CACAf0202－3PFR体积的图解法计算当（-rA）不能用解析式表达或表达式较复杂时(与BR相同）