反應(yīng)工程課件第五章-全文預(yù)覽
【正文】 基本類型和數(shù)學(xué)模型 固定床流體力學(xué) 絕熱式固定床催化反應(yīng)器 連續(xù)換熱內(nèi)冷自熱式催化反應(yīng)器 催化反應(yīng)過(guò)程進(jìn)展 氣 —— 反應(yīng)物和產(chǎn)物為氣相 固 —— 固體催化劑 煉油工業(yè)中的催化重整，異構(gòu)化，基本化學(xué)工業(yè)中的氨合成、天然氣轉(zhuǎn)化，石油化工中的乙烯氧化制環(huán)氧乙烷、乙苯脫氫制苯乙烯等等。 2SO2 + O2 =2SO3 固定床氣－固相催化反應(yīng)器的基本類型和數(shù)學(xué)模型 氣－固相催化反應(yīng)器 固定床反應(yīng)器 流化床反應(yīng)器 絕熱式 換熱式 內(nèi)冷式 外冷 (熱 ) 多段絕熱 單段絕熱 氣－固相催化反應(yīng)器的基本類型 換熱方式 顆粒狀態(tài) 固定床反應(yīng)器 定義： 凡是 流體 通過(guò) 不動(dòng)的固體物料 所形成的床層，進(jìn)行反應(yīng)的裝置都稱作固定床反應(yīng)器。 ③ 由于停留時(shí)間可以嚴(yán)格控制，溫度分布可以適當(dāng)調(diào)節(jié)，因此特別有利于達(dá)到 高的選擇性和轉(zhuǎn)化率 ，在大規(guī)模生產(chǎn)中尤為重要。 反之改變 Yi0， P，平衡曲線就改變。 實(shí)際反應(yīng)過(guò)程分析 A、實(shí)際反應(yīng)器進(jìn)口物料轉(zhuǎn)化率低，反應(yīng)的最佳溫度高。 絕熱反應(yīng)的使用 —— 單段絕熱催化反應(yīng)器；多段絕熱催化反應(yīng)器；連續(xù)換熱式催化反應(yīng)器的進(jìn)口段。 (3）單段絕熱式催化反應(yīng)器 平衡溫度線 最佳溫度線 x T 原料氣 產(chǎn)物 催化劑 A、絕熱過(guò)程的熱量衡算 0000000000)(1)(,)(xTTxxxTTdxdTCNYNHCNdxNHdTdxNdNdVrNNNxdVdNrdVrHdTCNAPiiATRPiiAARAAARAAAAARARARPii??????????????????????????????則）（令，）（B、單段適用的場(chǎng)合 a、轉(zhuǎn)化率變化不大的反應(yīng)過(guò)程 b、轉(zhuǎn)化率變化較大，但相應(yīng)絕熱溫升較小，絕熱操作線斜率較大，只要一段床層就可達(dá)到反應(yīng)的目的過(guò)程。 平衡溫度線 最佳溫度線 x T B、原料氣冷激式 Ⅰ Ⅳ Ⅲ Ⅱ 平衡溫度線 最佳溫度線 x T 特點(diǎn)： a、由于 Yi0， P不變，則 xTe，xTm曲線不變， 各段共用 。 b、冷卻過(guò)程無(wú)反應(yīng)，各段冷卻線 相互平行，且平行于 T軸。 3）五段絕熱式固定床催化反應(yīng)器中，段間為非原料氣冷激式，請(qǐng)畫(huà)出操作狀況簡(jiǎn)圖（ XT圖）。 （ A）操作線相互不平行； （ B）冷卻線水平； （ C）最佳溫度曲線不連續(xù)；（ D）平衡曲線連續(xù)； 7）氣一固相催化反應(yīng)器主要分為 ( )和 ( )兩大類。 自熱式反應(yīng)器示意圖 T C T f T f T 0 逆流 并流 T 0 （ 1)概述 反應(yīng)和換熱同時(shí)進(jìn)行 ，邊反應(yīng)，邊換熱，換熱器設(shè)置在床層內(nèi)。 ③ 傳熱所用的熱載體： 沸水 可以用于 100℃ ～ 300℃ 的溫度范圍。 列管式反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)： ① 傳熱較好，管內(nèi)溫度較易控制； ② 返混小、選擇性較高； ③ 只要增加管數(shù)，便可有把握地進(jìn)行 放大 ； ④ 對(duì)于極強(qiáng)的放熱反應(yīng)，還可用同樣粒度的惰性物料來(lái)稀釋催化劑 適用原料成本高，副產(chǎn)物價(jià)值低以及分離不是十分容易的情況。 D、溫度分布 （ 3)雙套管并流式 （ 4)單管并流式 （ 5)單管逆流式 （ 6)單管外冷式 3） 軸向反應(yīng)器與徑向反應(yīng)器 VS 流態(tài)化現(xiàn)象 流化床反應(yīng)器 L Lf L Lf L0
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