化工設備的工藝設計與選型-反應器選用與設計程序

課程：化工工藝初級設計知識點：反應器設計化學反應核心目的產物產生原料預處理脫出雜質產品分離與提純高純度產物*化學反應是化工生產的核心典型的化工生產過程1、反應設備應滿足化學反應過程的要求。①物料的性質（粘度、密度、腐蝕性等）、相態(tài)；②反應條件（溫度、壓力等）；③反應過程的特點（氣相的生成、固相的沉積等）。2、反應設備應滿足傳質、傳熱和流體動力過程的要求。對反應設備的基本要求反應器結構管式反應器釜式反應器鼓泡攪拌釜攪拌釜式漿態(tài)反應器有固體顆粒床層的反應器固定床反應器移動床反應器流化床反應器塔式反應器填充塔板式塔鼓泡塔噴射反應器2023/11/144化學反應器分類按反應物的相態(tài)分類均相反應器：如氣相均相、液相均相反應器非均相反應器：氣固相反應器化學反應器分類操作方式連續(xù)反應器間歇反應器半連續(xù)反應器2023/11/146化學反應器分類反應器類型適用的反應應用特點管式反應器氣相、液相返混小、所需反應器體積小、比傳熱面大，但慢速反應管長、壓降大釜式反應器液相、液固相適用性強，操作彈性大，連續(xù)操作條件易控制，產品質量均一，但高轉化率時體積大板式塔氣液相逆流接觸，氣液返混小，流速有限制填料塔液相、氣液相結構簡單，返混小，壓降小，填料裝卸麻煩鼓泡塔氣液相，氣固液相氣相返混小，液相返混大，溫度易調節(jié)，氣體壓降大，流速有限制噴霧塔氣液相快速反應結構簡單，液體表面積大，停留時間受塔高限制，氣速有限制固定床反應器氣固（催化或非催化）相返混小，高轉化率時催化劑用量少且不易磨損但裝卸麻煩，傳熱溫控不易，流化床反應器氣固（催化或非催化）相傳熱好，溫度均勻，易控制，磨損大，返混大，操作條件限制大移動床反應器氣固（催化或非催化）相固體返混小，固氣比可變性大，粒子傳送較易，溫差大，調節(jié)困難滴流床反應器氣液固（催化或非催化）相催化劑帶出少，分離易，氣液分布要求均勻，溫度調節(jié)較難各類反應器的應用特點反應器特點適用范圍：液液、氣液、液固、氣液固優(yōu)點：設備簡單、操作靈活、適用性廣釜式反應器缺點：間歇式：產品質量不穩(wěn)定；連續(xù)式：返混嚴重。2023/11/148間歇釜式反應器連續(xù)釜式反應器固定床反應器適用范圍：氣固、液固、氣液固缺點：傳熱差、操作過程中催化劑不能更換2023/11/149優(yōu)點：返混小、催化劑機械磨損小、結構簡單反應器特點軸向換熱固定床反應器徑向換熱式固定床反應器移動床反應器適用范圍：氣固、液固優(yōu)點：固體和流體的停留時間可以在較大范圍內改變、返混較小缺點：控制固體顆粒的均勻下移比較困難2023/11/1410反應器特點反應器特點流化床反應器適用范圍：氣固、液固優(yōu)點：固體物料可連續(xù)輸入和輸出、床層內部溫度均勻，便于控制、催化劑可連續(xù)再生缺點：產品分布不均勻、反應轉化率降低、催化劑易損失、床層內傳遞現(xiàn)象復雜2023/11/1411保證物料轉化率和反應時間。滿足反應的熱傳遞要求。設計適當?shù)臄嚢杵骰蝾愃谱饔玫臋C構。注意材質選用和機械加工要求。

在反應器設計時，除了通常說的要求“合理、先進、安全、經濟”的原則，還要，考慮下列設計要點：反應器的設計要點釜式反應器結構基本結構：殼體結構、攪拌器、密封裝置、換熱裝置

反應釜設計程序確定反應釜操作方式匯總設計基