反应器工艺设计2-1-PPT精品
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微反应器因为具有良好的混合于传热学近年来在聚合反应中表现出非常大的潜力。
本文对微反应的相关特点进行了详细的介绍。
使得其在聚合反应中成为化工高分子领域的研究热点。
(1)微通道反应器微通道的比表面积一般为5000—50000m2m-3,而在常规反应容器内,比表面积约为100m2m-3,少数为1000m2m-3。
微通道的比表面积大,具有很大的热交换效率,即使是激烈的放热反应,瞬间释放出大量反应热也能及时移出,维持反应温度在安全范围内。
由于反应物总量少,传热快,特别适用于研究异常激烈的合成反应而避免爆炸的危险。
(2)可以将各种催化剂固定在芯片微通道中得到高比表面积的微催化床,提高催化效率。
(3)在微通道反应器中进行合成反应时,反应物配比、温度、压力、反应时间和流速等反应条件容易控制。
反应物在流动过程中发生反应,浓度不断降低,生成物浓度不断提高,副反应较少。
(4)微通道反应器采用连续流动的方式进行反应,对于反应速度很快的化学反应,可以通过调节反应物流速和微通道的长度,控制它们在微通道反应器中的反应时间。
(5)由于微通道反应器中微通道宽度和深度比较小,一般为几十到几百微米,使反应物间的扩散距离大大缩短,传质速度快,反应物在流动的过程中短时间内即可充分混合(6)在微通道反应器中进行合成反应时,需要反应物用量甚微,不但能减少昂贵、有毒、有害反应物的用量,反应过程中产生的环境污染物也极少,实验室基本无污染,是一种环境友好、合成研究新物质的技术平台。
(7)在微通道反应器中得到产物的量与近代分析仪器,如GC、GC2MS、HPLC及NMR的进样量相匹配,使近代分析仪器可用于直接在线监测反应进行的程度,大大提高了研究合成路线的速度。
(8)随着微加工技术的发展,由微传感器、微热交换器、微混合器、微分离器、微反应单元、微流动装置等组成的集成系统,在合成反应研究中受到越来越多的关注。
(9)微通道反应器微流控芯片高通量、大规模、平行性等特点使多个或大量微反应器的集成化与平行操作成为可能,从而提高了合成新物质、筛选新药物的效率,大幅度地降低了研究成本。
流化床反应器的设计集团标准化工作小组 [Q8QX9QT-X8QQB8Q8-NQ8QJ8-M8QMN]mf U R =1000p d ep ρμ> 年产万吨烯烃流化床反应器设计1 操作工艺参数反应温度为:450℃ 反应压力为:(绝压) 操作空速为:1~5h -1MTO 成型催化剂选用Sr-SAPO-34 催化剂粒径范围为:30~80μm 催化剂平均粒径为60μm 催化剂颗粒密度为1500kg/m 3 催化剂装填密度为 750kg/m 3催化性能:乙烯收率,%;丙烯收率,%;总收率,%。
水醇质量比为甲醇在450℃下的粘度根据常压下气体粘度共线图查得为μ 甲醇450℃下的密度根据理想气体状态方程估算为m 3甲醇处理量:根据催化剂的催化性能总受率为%,甲醇的用量=烯烃质量×(32/14)/ 烯烃的生产要求是35000t/a ,甲醇的量为89385/a 。
2 操作气速 最小流化速度计算当流体流过颗粒床层的阻力等于床层颗粒重量时,床层中的颗粒开始流动起来,此时流体的流速称为起始流化速度,记作U mf 起始流化速度仅与流体和颗粒的物性有关,其计算公式如下式所示:mf U R =20p d ep ρμ<对于的小颗粒()2U 1650p p mf d gρρμ-=(1)对于的大颗粒()1/2d U 24.5p p mfg ρρρ⎡⎤-=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ (2)式中:d p 为颗粒的平均粒径;ρp ,ρ分别为颗粒和气体的密度;μ为气体的粘度假设颗粒的雷诺数R ep <20,将已知数据代入公式(1), 校核雷诺数:将U mf 带入弗鲁德准数公式作为判断流化形式的依据散式流化, F rmf <;聚式流化,F rmf >。
代入已知数据求得根据判别式可知流化形式为散式流化。
颗粒的带出速度Ut床内流体的速度等于颗粒在流体中的自由沉降速度(即颗粒的重力等于流体对颗粒的曳力)时,颗粒开始从床内带出,此时流体的速度成为颗粒的带出速度U t 其最大气速不能超过床层最小颗粒的带出速度U t ,其计算公式如下式所示:当U R =0.4d p tepρμ<时,2U 18d g p p t ρρμ⎛⎫- ⎪⎝⎭= (3)当U 0.4<R=500d p tep ρμ<时,221/34U d225g p t p ρρρμ⎡⎤⎛⎫- ⎪⎢⎥⎝⎭⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦ (4)当U R =500d p tep ρμ>时,1/23.1d U g p p t ρρρ⎡⎤⎛⎫- ⎪⎢⎥⎝⎭=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦ (5)流化床正常操作时不希望夹带,床内的最大气速不能超过床层平均粒径颗粒的带出速度U t ,因此用d p =60μm 计算带出速度。