《反应器操作与控制》教学课件—05塔式反应器操作与控制.pptx

项目五塔式反应器操作与控制反应器操作与控制

01认识塔式反应器任务

知识链接塔反应器除了广泛应用于精馏、吸收等物理过程外，也可以作用反应器用于气液相非均相反应。塔式反应器的外形呈圆筒状，高度一般为直径的数倍以至十几倍，内部常设有填料、筛板等构件，用来增大反应混合物相际间的传质面积。应用较广泛的作为反应器的塔设备有鼓泡塔、填料塔等。

知识点一气-液相反应器一.气-液相反应器定义气液相反应过程是指一个反应物在气相，另一个反应物在液相，气液相反应物需进入液相才能反应或两个反应物都在气相，但需进入液相与液相催化剂接触才能反应

知识点一气-液相反应器二、气液相反应器的基本类型和特点

知识点二鼓泡塔反应器一、 鼓泡塔反应器分类与应用

知识点二鼓泡塔反应器一、 鼓泡塔反应器分类与应用

知识点二鼓泡塔反应器一、 鼓泡塔反应器分类与应用

知识点二鼓泡塔反应器二、鼓泡塔反应器结构1.塔底部的气体分布器使气体均匀地分布在液层中。分布器鼓气管端的直径大小，要使鼓出来的气体泡小，使液相层中含气率增加，液层内搅动激烈，有利于气液相传质过程，

知识点二鼓泡塔反应器二、鼓泡塔反应器结构2.塔筒体部分主要是气液鼓泡层，是反应物进行化学反应和物质传递的气液层。如果需要加热或冷却时，可在简体外部加上夹套，或在气液层中加上蛇管均可。3.气液分离器塔顶的扩大部分内装液滴捕集装置，以分离从塔顶出来气体中夹带的液滴，达到净化气体和回收反应液的作用。

知识点二鼓泡塔反应器三、鼓泡塔反应器中的流动特性安静鼓泡区当表观气速低于0.05m/s时，常处于此种安静鼓泡区域，此时，气泡呈分散状态，气泡大小均匀，进行有秩序的鼓泡，目测液体搅动微弱。湍流鼓泡区在较高的表观气速下，安静鼓泡状态不再能维持。此时部分气泡凝聚成大气泡，塔内气液剧烈无定向搅动，呈现极大的液相返混。气体以大气泡和小气泡两种形态与液体相接触，大气泡上升速度较快，停留时间较短，小气泡上升速度较慢，停留时间较长，形成不均匀接触的状态，称为湍流鼓池区。栓塞气泡流动区在小直径气泡塔中，较高表观气速下会出现栓塞气泡流动状态。这是由于大气泡直径被鼓泡塔的器壁所限制，实验观察到栓塞气泡流发生在小直径直至0.15m直径的鼓泡塔中。

知识点二鼓泡塔反应器三、鼓泡塔反应器中的流动特性

知识点二鼓泡塔反应器四、鼓泡塔反应器的优缺点优点气体以小的气泡形式均匀分布，连续不断地通过气液反应层，保证了气、液接触面，使气、液充分混合，反应良好。结构简单，容易清理，操作稳定，投资和维修费用低。鼓泡塔反应器具有极高的储液量和相际接触面积，传质和传热效率较高，适用于缓慢化学反应和高度放热的情况。在塔的内、外都可以安装换热装置。和填料塔相比较，鼓泡塔能处理悬浮液体。

知识点二鼓泡塔反应器四、鼓泡塔反应器的优缺点缺点为了保证气体沿截面的均匀分布，鼓泡塔的直径不宜过大，一般在2~3m以内。鼓泡塔反应器液相轴向返混很严重，在不太大的高径比情况下，可认为液相处于理想混合状态，因此较难在单-连续反应器中达到较高的液相转化率。鼓泡塔反应器在鼓泡时所耗压降较大

知识点二填料塔反应器

学习检测一、选择题1.化工生产上，用于均相反应过程的化学反应器主要有（）。A、釜式、管式 B、鼓泡塔式C、固定床 D、流化床 E、移动床2.环氧乙烷水合生产乙二醇常用下列哪种形式的反应器（）A、管式 B、釜式 C、鼓泡塔 D、固定床3.各种类型反应器采用的 传热装置中，描述错误的是()A、间歇操作反应釜的传热装置主要是夹套和蛇管，大型反应釜传热要求较高时，可在釜内安装列管式换热器B、对外换热式固定床反应器的传热装置主要是列管式结构C、鼓泡塔反应器中进行的放热应，必需设置如夹套、蛇管、列管式冷却器等塔内换热装置或设置塔外换热器进行换热 D、同样反应所需的换热装置，传热温差相同时，流化床所需换热装置的换热面积一定小于固定床换热器

学习检测一、判断题1.气液相反应器按气液相接触形态分类时，气体以气泡形式分散在液相中的反应器形式有鼓泡塔反应器、搅拌鼓泡釜式反应器和填料塔反应器等。2．鼓泡塔内气体为连续相，液体为分散相，液体返混程度较大。3．苯烃化制乙苯，乙醛氧化合成醋酸，乙烯直接氧化生产乙醛都可选用鼓泡塔反应器。4.鼓泡塔反应器和釜式反应器一样，既可要连续操作，也可以间歇操作。

02鼓泡塔反应器仿真操作任务

知识点一生产方法及工艺路线一、生产方法及反应机理 乙醛首先与空气或氧气氧化成过氧醋酸，而过氧醋酸很不稳定，在醋酸锰的催化下发生分解，同时使另一分子的乙醛氧化，生成二分子乙酸。氧化反应是放热反应。CH3CHO+O2→CH3COOOHCH3COOOH+