4 理想管式反应器
- 格式:ppt
- 大小:623.50 KB
- 文档页数:30
理想管式反应器的特点
理想管式反应器的特点:
1、反应容器成形结构优越性:理想管式反应器采用比较合理的管式成形,外部表面结构较精密,比其他反应容器的外观美观,制造和安装方便,可以实现更精确的流量受控对绝热反应。
2、优良的温度分布性:理想管式反应器采用比较均匀的温度分布,可以有效地避免温度梯度值过大,从而提高反应精度和反应效率。
3、反应容器内壁易维护及耐腐蚀:它整个结构比较紧凑,可以更好地抗腐蚀,内部设备的维护和更换也更为便利。
4、多道管结构可选择性:理想管式反应器可以单道向一侧结构,也可以采用多道管结构,增加多道管的数量,从而提升容积,完善反应过程。
5、独特的运动方式:在理想管式反应器中,可以更有效地控制循环液体的运动方式,从而实现反应运动的混合均匀性。
6、真空条件下稳定性高:其结构优异,整体稳定性较强,在真空条件下也可以良好的保持稳定的状态,尤其在比较高的温度和压力下,运
行效果更加优良。
7、反应方程式把握可控:使用理想管式反应器,可以更好地调整反应方程式,从而控制反应速度和输出质量,有效提升工作效率。
理想管式循环反应器、循环反应器简介循环反应器是一种把出口产物的一部分循环至反应器入口再进行反应的反 应器。
最常见的循环反应器是管式循环反应器。
其基本的结构如图 1所示。
PFR图1管式循环反应器基本结构图循环反应器中一个最重要的概念就是循环比 一一循环流量与出口流量之比。
随着旬环比的增加,平推流反应器内的轴向浓度梯度降低, 这种循环操作的平推 流反应器越来越接近全混流反应器。
这类反应器广泛地用于自催化反应、 生化反应和某些自热反应。
不同类型的 循环反应器有不同的目的。
对于反应热很大的反应,采用循环反应器可以进行器 外换热,更好地控制床层温度;对于自催化反应,循环部分产品可以加快反应速 率;对于反应转化率高时二次反应大的反应, 采用循环反应器可以降低原料的一 次反应深度,提高主要产品的选择性。
、循环反应器设计方程关于反应器的计算,其关键是设计方程的导出。
由于存在循环,因此循环反 应器不同于之前学过的CSTR 或PFR ,设计方程也有很大不同。
这里仅仅考虑理 想的管式循环反应器图2 管式循环反应器模型时,该反应器就是PFR ;当 甘鸡时,该反应器就是CSTR循环反应器模型如图 2所示。
F A0X AO =O依据上述循环比定义,这里的循环比为R 寸FF A3 。
A2 也可以看到,当R=0 Plug flow, V这里,为了便于计算,给出以下定义X A : A 组分的转化率,也就是反应的A 的物质的量与输入的A 的物质的量 之间的比值为了更好的分析整体的情况,我们将中间的反应过程看做一个黑箱(如图3所示),那么总的转化率X A2二也电0F A0图3循环反应器的黑箱模型为了得到循环反应器的设计方程,通常会沿用PFR 设计方程,以如下的公 式作为循环反应器设计方程:但是这里存在一个误区。
在 PFR 设计中,选择X A =0处的F A 作为设计方程 中的流量值,而这里同样也需要一个 X A0 =0处的F A0,而不是F A 1。
毕业论文题目管式反应器操作与控制专业应用化工生产技术年级姓名指导教师定稿日期:2013年5月25日目录一、管式反应器的概述 (1)二、管式反应器的特点 (2)三、管式反应器的分类 (3)四、管式反应器的日常维护 (5)五、管式反应器故障分析及处理 (5)六、关于管式反应器的计算 (7)七、管式反应器生产实例 (12)八、相关习题 (15)(一)判断题 (15)(二)选择题 (15)(三)填空题 (15)(四)问答题 (15)(五)参考答案 (15)结语 (16)参考文献 (16)致谢 (17)管式反应器操作与控制一、管式反应器的概述管式反应器是一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。
这种反应器可以很长,如丙烯二聚的反应器管长以公里计。
反应器的结构可以是单管,也可以是多管并联;可以是空管,如管式裂解炉,也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管,以进行多相催化反应,如列管式固定床反应器。
通常,反应物流处于湍流状态时,空管的长径比大于50;填充段长与粒径之比大于100(气体)或200(液体),物料的流动可近似地视为平推流。
管式反应器返混小,因而容积效率(单位容积生产能力)高,对要求转化率较高或有串联副反应的场合尤为适用。
此外,管式反应器可实现分段温度控制。
其主要缺点是,反应速率很低时所需管道过长,工业上不易实现。
二、管式反应器的特点1、反应物的分子在反应器内停留时间相等,反应器内任何一点上的反应物浓度和化学反应速度都不随时间而变化,只随管长变化。
2、管式反应器的单位反应器体积具有较大的换热面,特别适用于热效应较大的反应。
3、由于反应物在管式反应器中返混小,反应速度快,流速快,所以它的生产率高。
4、管式反应器适用于大型化和连续化的化工生产。
5、和釜式反应器相比较,其返混较小,在流速较低的情况下,其管内流体流型接近于理想置换流。
6、反应器内各处的浓度未必相等,反应速率随空间位置而变化;7、由于径向具有严格均匀的速度分布,也就是在径向不存在浓度变化,所以反应速率随空间位置的变化将只限于轴向。
4 管式反应器4.1在常压及800℃等温下在活塞流反应器中进行下列气相均相反应:6532664+→+C H CH H C H CH在反应条件下该反应的速率方程为:0.51.5,/.=T H r C C mol l s式中C T 及C H 分别为甲苯及氢的浓度,mol/l ,原料处理量为2kmol/h ,其中甲苯与氢的摩尔比等于1。
若反应器的直径为50mm ,试计算甲苯最终转化率为95%时的反应器长度。
解:根据题意可知甲苯加氢反应为恒容过程,原料甲苯与氢的摩尔比等于1,即:00=T H C C ,则有:0(1)==-T H T T C C C X 示中下标T 和H 分别代表甲苯与氢,其中:53300330000.5 1.01310 5.6810/8.3141010732/21/0.27810/--⨯⨯===⨯⨯⨯====⨯T T T T p C kmol mRT F Q C kmol h kmol s 所以,所需反应器体积为:00000.5 1.500 2.50.95333 1.5 1.501.5 1.5(10.95)10.278100.4329 3.0061.5(5.6810)(1) 1.51---==--=⨯=⨯=⨯--⎰⎰⎰T T X X T Tr T T T HT T T dX dX V Q C Q C C C C dX mX 所以,反应器的长度为:23.0061531.10.05 3.14/4=⨯m4.2根据习题3.2所规定的条件和给定数据,改用活塞流反应器生产乙二醇,试计算所需的反应体积,并与间歇釜式反应器进行比较。
解:题给条件说明该反应为液相反应,可视为恒容过程,在习题3.2中已算出:0275.8/=Q l h 0 1.231/=A C mol l 所以,所需反应器体积:00000000(1)()275.80.95818.61 5.2 1.23110.95=--===-⨯-⎰A X Ar A A A B A A A A A dX V Q C kC X C C X Q X l kC X 由计算结果可知,活塞流反应器的反应体积小,间歇釜式反应器的反应体积大,这是由于间歇式反应器有辅助时间造成的。
管式反应器-特点材料2公司设计管式反应器---放在概述里。
管式反应器是石油化工行业的常用设备,由于构造和应用领域的不同也被叫做连续管式反应器、固定床反应器、淋洗床反应器、泡罩塔柱反应器等。
管式反应器应用于石油化工、制药工程、聚合物合成以及废物处理等。
由于管式反应器是在连续的反应过程中,需要与相配套的进料系统、流量控制系统、产物分离装置、尾气测量、产物分析等配合使用。
所以与普通反应釜相比更为复杂。
技术交流:设备定制前期需要充分听取客户的意见和要求,客户对装置的设计和方案有最终的决定权。
我们会根据我们的经验向客户提出相关的成熟方案并与客户进行详细的沟通确定。
严格的选材:材料和仪表选型对装置和设备的耐用性和安全至关重要。
配置丰富:可以根据客户需求配置不同的设备,比如气体增压系统、液体进料系统、物料质量计量系统、体系抽真空系统等。
并配备有多重安全防护,温度、压力、流量等均可设置报警点,超压自动安全释放。
超温自动切断加热并声光报警提示。
理想管式反应器在化工连续生产的管式反应器中,沿着与物料流动方向相垂直的截面上总是呈现不均匀的速度分布。
在流速较大的湍流流动时,虽然流速分布较为均匀,但在边界层中速度仍然因壁面的阻滞而减慢,造成了不均匀的速度分布,使径向和轴向都有一定程度的混合。
这种速度分布的不均匀性和径向、轴向的混合给反应器的设计带来了很多困难。
为此,人们设想了一种理想流动,即假设在反应器内具有严格均匀的速度分布,且轴向没有任何混合,这种流动状态称为活塞流、理想排挤流或平推流。
这是一种并不存在的理想化流动,事作为一种典型的流动模型而被人们研究。
实际反应器中流动状况,只能以不同程度接近与这种理想流动。
管式反应器当管长远大于管径时,比较接近这种理想流动,通常称为理想管式反应器,用PFR表示。
理想管式反应器具有以下特点:1.在正常情况下,它是连续定态操作,在反应器的各个径向截面上,物料浓度不随时间而变化;2.反应器各处的浓度未必相等,反应速率随空间位置而变化;3.由于径向具有严格均匀的速度分布,也就是在径向不存在浓度变化,所以反应速率随空间位置的变化只限于轴向。