管式反应器 PPT

图3.3 盘管式反应器
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大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
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(4)U形管式反应器
U形管式反应器的管内设有多孔挡板或搅拌装置，以 强化传热与传质过程。U形管的直径大，物料停 留时间增长，可应用于反应速率较慢的反应。例 如带多孔挡板的U形管式反应器，被应用于己内 酰胺的聚合反应。带搅拌装置的U形管式反应器 适用于非均液相物料或液固相悬浮物料，如甲苯 的连续硝化、蒽醌的连续磺化等反应。图3.4是 一种内部设有搅拌和电阻加热装置的U形管式反 应器
管式反应器可用于气相、均液相、非均液相、气液相、 气固相、固相等反应。例如：乙酸裂解制乙烯酮、乙烯高压 聚合、对苯二甲酸酯化、邻硝基氯苯氨化制邻硝基苯氨、氯 乙醇氨化制乙醇胺、椰子油加氢制脂肪醇、石蜡氧化制脂肪 酸、单体聚合以及某些固相缩合反应均已采用管式反应器进 行工业化生产。
图3.5 圆筒式管子炉
（c）夹套式
图3.2 立管式反应器Fra bibliotek图7
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(3)盘管式反应器
将管式反应器做成盘管的形式，设备紧凑， 节省空间。但检修和清刷管道比较困难。图 3.3所示的反应器由许多水平盘管上下重叠 串联组成。每一个盘管是由许多半径不同的 半圆形管子相连接成螺旋形式，螺旋中央留 出Φ400mm的空间，便于安装和检修。
(2)套筒传热，如图3.2（c）、3.3所示反应器可置于套筒内进行换 热。
(3)短路电流加热，将低电压、大电流的电源直接通到管壁上，使 电能转变为热能。这种加热方法升温快、加热温度高、便于实现遥控 和自控。短路电流加热以应用于邻硝基氯苯的氨化和乙酸热裂解制乙 烯酮等管式反应器的反应上。
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(4)烟道气加热，利用气体或液体燃料燃烧产生.5表示一种采用烟道气加热的圆筒 式管子炉。
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管式反应器的分类
管式反应器是应用较多的一种连续操作 反应器，常用的管式反应器有以下几种 类型：
(1)水平管式反应器 图3.1给出的是进行气相或均 液相反应常用的一种管式反应器， 由无缝钢管与U形管连接而成。这种结构易于 加工制造和检修。高压反应管道的连接采用标准 槽对焊钢法兰，可承受1600-10000kPa压力。如 用透镜面钢法兰，承受压力可达10000-20000kPa。 图3.1
图3.4 U形管式反应器
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（５）多管并联管式反应器
多管并联结构的管式 反应器一般用于气固 相反应，例如气相氯 化氢和乙炔在多管并 联装有固相催化剂的 反应器中反应制氯乙 烯，气相氮和氢混合 物在多管并联装有固 相铁催化剂的反应器 中合成氨。
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管式反应器的加热或冷却可采用各种方式
(1)套管或夹套传热，如图3.1、3.2（a）、3.2（b）等所示的反应 器，均可用套管或夹套传热结构。
水平管式反应器
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(2)立管式反应器
图3.2给出几种立管式反应器。图3.2 （a）为单程式立管式反应器，图（a）单程式 3.2（b）为带中心插入管的立管式 反应器。有时也将一束立管安装在 一个加热套筒内，以节省安装面积， 如图3.2（c）所示。
（b）中心插入管式
立管式反应器被应用于液相氨化 反应、液相加氢反应、液相氧化反 应等工艺中。
反应器预热段夹套管内通蒸汽加热进行反应，反应段和冷却段通 热水移去反应热或冷却。所以在夹套管两端开了孔，并装有连接法 兰，以便和相邻夹套管相连通。为安装方便，在整管中间部位装有 支座。
图3.7直管
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管式反应器的结构
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管式反应器的结构
它包括直管、弯管、密封环、法兰及紧固件、温度补偿器、传热 夹套及联络管和机架等几部分。 一，直管
直管的结构如图3.7所示。内管长8米，根据反应段的不同，内管 内径通常也不同，有Φ27mm和Φ34mm，夹套管用焊接形式与内管固 定。夹套管上对称地安装一对不锈钢Ω形补偿器，以消除开停车时 内外管线膨胀系数不同而附加在焊缝上的拉应力。
•管式反应器
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管式反应器
• 管式反应器的特点 • 管式反应器的分类 • 管式反应器的加热或冷却可采用各种方式 • 管式反应器的结构 • 管式反应器举例
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管式反应器的概念
管式反应器一种呈管状、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.
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管式反应器与釜式反应器的差异
• 一般的说，管式反应器属于平推流反应器，釜式 反应器属于全混流反应器，管式反应器的停留时 间一般要短一些，而釜式反应器的停留时间一般 要长一些，从移走反应热来说，管式反应器要难 一些，而釜式反应器容易一些，可以在釜外设夹 套或釜内设盘管解决，有时可以考虑管式加釜的 混合反应进行，即釜式反应器底部出口物料通过 外循环进入管式反应器再返回到釜式反应器，可 以在管式反应器后设置外循环冷却器来控制温度， 反应原料从管式反应器的进口或外循环泵的进口 进入，反应完成后的物料从釜式反应器的上部溢 流出来，这样两种反应器都用了进去。
（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与理想流体。 （6）管式反应器既适用于液相反应，又适用于气相反应。 用于加压反应尤为合适。
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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。
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管式反应器的特点
管式反应器有以下几个特点。
（1）由于反应物的分子在反应器内停留时间相等，所以 在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）管式反应器具有容积小、比表面大、单位容积的传热 面积大，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反应速度快、流速快，所 以它的生产能力高。