间歇反应器作业

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间歇反应器

加氢结果的检测,可以用与碘值有关的折射指数仪表在线检测,也可以直接用氢气的消耗量流量计进行标定。棉子油加氢是一个非常复杂的化学反应,这是因为它既受化学过程的约束,又受传质过程的约束。
的控制
应用动态规划分析方法求出了间歇反应器从初始状态转移到最终状态多阶段决策过程。时间为最优的控制压力序列。
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பைடு நூலகம்
简介
在化工生产过程中,对于大批生产通常采用连续反应器。对于批量生产,特别是不同规格和产值高的产品,往往采用间歇反应器。间歇反应器具有操作灵活、生产可变、投资低、上马快等特点。因此广泛应用于医药、农药、染料和各种精细化工工业。由于分子量的分布是聚合物生产中的一个重要质量指标，因此橡胶、塑料生产中的聚合反应最宜用间歇生产-的方式控制。在反应物和生成物中经常发生粘度的巨大变化(如爆聚现象)，也往往迫使反应器要停下清理。
步骤
间歇反应器生产过程包括如下几个步骤： (1)将反应物和催化剂装入反应器，需要控制一定的量来保证反应容器中有足够的反应空间，防止反应器超压。 (2)加热到操作温度。应采用一个联锁装置，禁止在反应器中的物料达到反应温度条件以前就添加反应物。 (3)终止反应。这通常要几小时。
的时间控制
间歇反应器的产品质量很不稳定,设备生产能力也相差很大,因人而异。这样,间歇反应器的自动控制间题就显得格外重要,无疑,其发展的重要方向就是应用微型计算机实现最优控制。
间歇反应器
冶炼领域的化学反应装置
01 简介
03 的时间控制 05 的控制
目录
02 步骤 04 过程
间歇反应器是指间歇进行化学反应的装置。在化工生产过程中,对于大批生产通常采用连续反应器。对于批量生产,特别是不同规格和产值高的产品,往往采用间歇反应器。间歇反应器具有操作灵活、生产可变、投资低、上马快等特点。因此广泛应用于医药、农药、染料和各种精细化工工业。

间歇操作釜式反应器

06
安全与维护
安全操作规程
01
02
03
04
操作前检查
确保釜式反应器及其附件完好无损，检查电源、气源等是否
正常。
严格控制工艺参数
如温度、压力、液位等，防止超温、超压、溢锅等事故发生
。
操作中监护
操作人员应时刻关注釜式反应器的运行状态，发现异常及时
处理。
操作后清理
对釜式反应器进行彻底清洗，确保无残留物，保持设备清洁
。
定期维护保养
日常保养
每天对釜式反应器进行外观检查，确保设备无异常；定期清理设备表面污垢和残留物。
定期检查
根据设备使用情况，定期对釜式反应器的关键部件进行检查，如传感器、密封件、轴承等。
润滑保养
定期对釜式反应器的轴承、链条等运动部件进行润滑保养，确保设备正常运行。
维修保养
根据设备磨损情况，对釜式反应器进行维修保养，更换磨损严重的部件，确保设备性能稳定。
取样与分析
定期从反应器中取出样品进行分析，以了解反应进程和产物性质。
后处理阶段
冷却与出料
清洗与整理
待反应结束后，将反应器冷却至适宜温度，然后打开反应器将产物取出。
对反应器进行彻底清洗，整理设备并做好记录，为下一次操作做好准备。
分离与提纯
根据产物的性质和后续应用需求，进行分离、提纯和精制操作，得到目标产物。
间歇操作釜式反应器
• 简介 • 类型与结构 • 操作流程 • 影响因素 • 应用领域 • 安全与维护
01
简介
定义与特点
定义
间歇操作釜式反应器是一种在一定条件下进行化学反应的设备，通常用于小规模或中等规模的实验室或工业生产。

间歇操作槽式反应器技术背景

间歇操作槽式反应器技术背景
间歇式反应器是一种间歇的按批量进行反应的化学反应器，液体物料在反应器内完全混合而无流量进出。

例如：水处理过程中，带有搅拌设备的按批量处理不连续运行的小水量处理池。

采用间歇操作的反应器叫做间歇反应器，其特点是进行反应所需的原料一次装入反应器，然后在其中进行反应，经一定的时间后，达到所要求的反应程度便卸除全部反应物料，其中主要是反应产物以及少量未被转化的原料。

间歇操作的反应器，是将所有反应物均在操作前一次加入，随着反应的进行，釜内温度、浓度和反应速度都随时间变化，一直进行至达到预定的转化率出料为止。

目前，间歇釜因其结构简单、操作方便、灵活性大而受到广泛应用，但是间歇釜的装料、卸料、检查及清洗设备等所需辅助时间长，造成劳动强度高，生产效率低，因此其结构急需改进。

与间歇式批量制造相比，由于对反应条件（例如温度、压力和反应时间）的高度控制，连续流制造提供了更高的产品质量和更少的批次间可变性。

出于同样的原因，流动化学技术使得化学家容易地进行反应，这在间歇批处理模式下式非常具有挑战性的。

该技术的模块化特性提供了更大灵活性，而且有助于将流动反应器的应用扩展到不同的工业过程，从而减少生产链事故。

此外，流动反应器系统的封闭环境提供了更安全的工作条件，防止操作员直接接触危险化学品。

设备小型需要更少的实验室空间，由于出色的传质和传热，反应器小型化本质上提高了反应质
量。

借助合适的过程分析技术（PAT）和模块的集成，连续流过程可以伸缩和自动化，从而加快生产保持产品质星并提高产品吞吐量。

伸缩过程也改善了制造过程的绿色方面，因为反应产物在用于下一步之前不需要分离和储存，而是可以直接流入下一个反应器。

化学反应工程网络作业

2015-2016第一学期化学反应工程网络课堂作业1-1(B) 1.什么是间歇操作、连续操作？它们一般各有哪些主要特点？⑴间歇操作：将反应原料一次加入反应器，反应一段时间或达到一定的反应程度后一次取出全部的反应物料，然后进入下一轮操作。

特点：反应过程中既没有物料的输入，也没有物料的输出，不存在物料的进与出。

⑵连续操作：连续地将原料输入反应器，反应产物也连续地流出反应器。

特点：物料连续输入，产物连续输出，时刻伴随着物料的流动。

2. 根据反应物料的流动与混和状态，反应器可分为哪些类型？可分为：⑴理想流动模型（平推流反应器-PFR，全混流反应器-MFR或CSTR）⑵非理想流动模型3. 什么是流体的质点？停留时间分布、寿命分布和年龄分布分别是什么？什么又是返混？⑴流体的质点：代表一堆分子所组成的流体，它的体积比反应器的体积小到可以忽略，但其中所包含的分子足够多，具有确切的统计平均性质，如组成、温度、压力、流速；⑵①停留时间分布：由于连续反应器中的死角、沟流、短路等造成不同质点在反应器中的停留时间不同，形成停留时间分布；②寿命分布：反应器出口处质点的RTD；③年龄分布：仍然留在反应器中的质点的RTD；⑶返混：不同年龄质点间的混合—时间概念上的逆向。

连续流动反应器中，反应物料的参数随空间位置而变，不同空间位置的物料由于倒流、绕流、回流等流动状况，使不同年龄的质点混合。

1-2(B). 什么是关键组分和关键反应？关键组分：为了能够计算所有气体组分的摩尔数变化，至少应该知道多少化学物质的摩尔数如何变化，这些物质称为关键组分。

关键反应：为了说明所有组分的摩尔数变化，至少需要多少反应方程式，这些反应称之为关键反应。

1-3(B) 1.什么反应体积？反应体积V R，是反应混合物在反应器中所占的体积，对于气-固相催化或非催化反应，反应体积是反应器中颗粒床层的体积，它包括颗粒的体积和颗粒之间的空隙。

2.什么是空间速度？什么是接触时间？二者之间的关系？（1）空间速度（简称空速）（Space Velocity),以符号SV表示，是单体反应体积所能处理的反应混合物的体积流量。

常压间歇釜式反应器的操作与控制

态； 5、压力大于10atm，反应器联锁起动； 6、压力大于15atm，反应器安全阀起动。（以上压力
为表压）
任务2 连续操作釜式反应器的操作与控制
工作任务对高密度低压聚乙烯生产用连续操作釜式
反应器进行操作与控制。
4、其它主反应的活化能大于副反应的活化能
二、常压间歇釜式反应器的操作与控制
1、开车
（1）备料（2）进料（3）开车 ①开启反应釜搅拌电机。 ②适当打开夹套蒸汽加热阀，观察反应釜内温度和
压力上升情况，控制适当的升温速度，逐渐使反应温度、压力等工艺指标达到正常值。
12.2.5 组装前的注意事项
4
但釜内液位下降很
慢
温度显示置零
测温电阻连线断
5
1、开大冷却水，打开高压冷却水阀。 2、关闭搅拌器，使反应速度下降。 3、如果气压超过12atm，打开反应釜放空阀。
停止操作，出料维修
开冷却水旁路阀调节
开出料预热蒸汽阀吹扫，拆下出料管用火烧化硫磺，或更换管段及阀门。
改用压力显示对反应进行调节（调节冷却水用量）。 1、升温至压力为0.3～0.75atm停止加热； 2、压力为1.0～1.6atm开始通冷却水； 3、压力3.5～4atm以上为反应剧烈阶段； 4、压力大于7atm，相当于温度大于128℃处于故障状
12.2.5 组装前的注意事项
5．使用正确的安装方法，不可粗暴安装：在安装的过程中一定要注意正确的安装方法，对于不懂不会的地方要仔细查阅说明书，不要强行安装，稍微用力不当就可能使引脚折断或变形。
6．把所有零件从盒子里拿出来（不要从防静电袋子中拿出来），按照安装顺序排好，看看说明书，有没有特殊的安装需求。
7．以主板为中心，把所有东西排好。在主板装进机箱前，先装上处理器与内存；要不然过后会很难装，搞不好还会伤到主板。此外在装AGP与PCI卡时，要确定其安装牢不牢固，因为很多时候，上螺丝时，卡会跟着翘起来。如果撞到机箱，松脱的卡会造成运作不正常，甚至损坏。

第5章间歇式反应器05

• 3. 衡算方程必须在控制体积内进行。 • 物料衡算： • 积累＝进入－流出＋产生－消耗 • 能量衡算： • 积累＝输入－输出＋产生－消耗
5.2 间歇操作搅拌槽式反应器（BSTR）
• Batch Stired Tank Reactor • 间歇操作搅拌槽式反应器的操作时间系由反应时间和辅助时间两部分组成。 • 反应时间 tr，即开始进行反应直到达到所要求的反应程度为止所需要的时间，常以 tr表示，它的大小与该反应的动力学与所要求的反应程度有关；可通过动力学模型进行计算。， • 辅助操作时间tb，包括装料、灭菌、卸料、清洗等所需时间之总和，以tb表示。tb是根据生产经验来确定的。 • 间歇搅拌槽式反应器，有两个主要特性：一是在反应进行过程中无物料的输人和输出；二是反应器内物料充分混合，浓度、温度均一，而且反应物系的浓度仅随反应时间而变化。因此可以对整个反应器做物料平衡。
tr
（5－17）
LVR
tr
dCS (1 L )VRrS dt
L C 1 K m ln S 0 CS 1 L rmax
（5－21）
• 对于内扩散阻力可忽略的M－M方程：
• 积分:
L 1 L

X
1 dC CS0 r S
C
S
S
1 C tr L [(CS0 CS ) Km ln S0 1L rmax CS
• 3）大型化生物反应器的开发研究。生物反应器正向大型化方向发展。例如：生产抗生素的发酵罐容积已达400m3，氨基酸的达300m3，生产单细胞蛋白的气升式发酵罐达2300m3，处理废水的生化反应器的容积甚至超过 27000m3，国内生物反应器的容积多在200m3 以下。反应器的放大降低了生产成本，但大型反应器的设计还存在一定的技术问题亟待解决； • 4）特殊要求的新型生物反应器的研制开发。）特殊要求的新型生物反应器的研制开发如基因产品生产、细胞固定化及动植物细胞培养的工业反应器，固体发酵反应器、边发酵边分离反应器等的开发研制。 • 5）反应条件的检测与自动控制。

第三章间歇反应器

净的得益为：净的得益为：
W (θ R ) WT
最佳的θ 值可由下式求得：最佳的 R值可由下式求得：
d [W (θ R ) WT ] = 0 dθ R
或
dW (θ R ) = WR dθ R
从方程(3-23)可得：可得：从方程可得
dW (θ R ) N dx r = (W ) A0 A = (W )V A dθ R | a A | dθ R | aA | θ
qAk T = 613 65 x A + θ mt c p
令 qAk＝52.8kW
qAk (52.8kW) = = 0.0927K/s mi c p (227kg)(2.51kJ/kg K)
物料衡算：物料衡算：
dx A 1 22450 C A0 (1 x A ) exp(35.2 = ) dθ 60C A0 T
N p NA (1 x A ) 1 xA = p t A0 = p A0 ( t ) Nt N t 0 (1 + ε A x A ) 1 + ε A x A pt 0
p A = pt
级反应为例，以n级反应为例，级反应为例
(1 + ε A x A ) θ= n 1 ∫x n A0 (1 x A ) kC A0 1
3.3.a 最优间歇反应操作时间
设化学品A 每公斤分子的价格为w 设化学品 j每公斤分子的价格为 j，则反应前后反应混合物的净增值为：反应混合物的净增值为：
W (θ ) = ∑ w j ( N j N j 0 ) = ∑ w j ∑ aijξi = ∑ (W )i ξ i
j =1 j =1 i =1 i =1 N N M M
等温操作 T= 613 K 绝热操作 q=0 5.28 52.8 105.8 158.9

反应工程作业题答案

1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应：3222C H O H O 2H C H O 2H O +→+32222C H O H 3O 2C O 4H O +→+进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），反应后甲醇的转化率达72%，甲醛的收率为69.2%。

试计算（1）反应的选择性；（2）反应器出口气体的组成。

解：（1）由（1.7）式得反应的选择性为：0.629Y S 0.961196.11%X 0.720====（2）进入反应器的原料气中，甲醇：空气：水蒸气=2：4：1.3（摩尔比），当进入反应器的总原料量为100mol 时，则反应器的进料组成为组分摩尔分率y i0 摩尔数n i0(mol) CH 3OH 2/（2+4+1.3）=0.2740 27.40 空气 4/（2+4+1.3）=0.5479 54.79 水 1.3/（2+4+1.3）=0.1781 17.81 总计 1.000 100.0设甲醇的转化率为X A ，甲醛的收率为Y P ，根据（1.3）和（1.5）式可得反应器出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为：n A =n A0(1-X A )=7.672 mol n P =n A0Y P =18.96 moln C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol结合上述反应的化学计量式，水（n W ）、氧气（n O ）和氮气（n N ）的摩尔数分别为：n W =n W0+n P +2n C =38.30 moln O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol n N =n N0=43.28 mol所以，反应器出口气体组成为：组分摩尔数（mol ）摩尔分率% CH 3OH 7.672 6.983 HCHO 18.96 17.26 H 2O 38.3 34.87 CO 2 0.7672 0.6983 O 2 0.8788 0.7999 N 2 43.28 39.392.3已知在Fe-Mg 催化剂上水煤气变换反应的正反应动力学方程为： 20.850.4/-=⋅w C OC O r k y y k m o lk g h式中y CO 和y CO2为一氧化碳及二氧化碳的瞬间摩尔分率，0.1MPa 压力及700K 时反应速率常数k W 等于0.0535kmol/kg.h 。

第五章间歇式操作反应器

对细胞，有
积体细系胞内质累量细进胞入质体量系离细开胞体质系量长体细系胞内质生量
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第5章生化反应器设计与分析>>5.1生化反应器设计概论
2、能量衡算式
单位时间单位时间单位时间单位时间
输入体系输出体系内的反应体系内积
5.1.2 生化反应器的基本设计方程
反应器计算的基本内容 ➢ 选择合适的反应器型式
根据生物催化剂和生物反应动力学特性，如反应过程的浓度效应、温度效应及反应的热效应，结合反应器的流动特征和传递特性，如反应器的返混程度，选择合适的反应器，以满足反应过程的需要，使反应结果最优。
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生化工程电子教案
化学与生命科学学院
第5章间歇式操作反应器
生化反应器设计概论间歇式操作反应器的设计（BSTR）反应过程的流体力学氧的传递特性机械搅拌反应器的结构与计算反应过程的传热特性
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第5章间歇式操作反应器>>5.1生化反应器设计概论
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第5章间歇式操作反应器>>5.1生化反应器设计概论
常见反应器类型
Batch operation
Continuous
Multi-cascade reactor Packed bed
Cycle immobilized bed
Piping immobilized bed
一、BSTR的反应时间
对上式积分，
B.C. t=0，CS=CS0 ， t=tr，CS=CS ，

间歇式反应器(专业教育)

传质过程。
特备参考
16
制药工业属于精细有机合成工业，其产量小、规模一般较小，因此大多采用间歇操作，所用反应器常为带搅拌装置的锅式反应器（间歇式反应器）。 5.典型搅拌反应锅的结构
这类设备的化工零部件国内已标准化，可参见《化工设备设计手册》第一分册（材料与零部件）。
主要由以下部分组成： ⑴锅的主体 ⑷轴密封装置 ⑵换热装置 ⑸传动装置 ⑶搅拌装置 ⑹工艺接管
如：混酸的硝化过程即是液—液非均相反应，硝化反应同时在两相内进行，但在酸相内反应速度比在有机相中的速度大好几倍，当相接触面小时，总反应速度会显著下降。为了扩大流体两相间的接触面积，通常在反
应器内装有高效搅拌器，在急剧
搅拌下，使液滴分散的很细，大
大增加两相间的接触面积，同时
由于各相内所形成的湍流而强化
非均相：过程的速率与温度、浓度、相间传质速率均有关。
气-液相—锅式、塔式、管式液-液相—锅式、列管式气-固相—沸腾床、固定床、锅式液-固相—锅式气-液-固相—锅式、塔式、流化床固-半固相—球磨机型、螺杆型、卧式带钢球的锅式
特备参考
12
⑷按操作方式分
①间歇操作（也称分批操作）反应器 ②连续操作反应器 ③半连续操作（或称半间歇操作）反应器：
第三章间歇式反应器
第一节概述
一、反应器类型
反应、分离、制剂构成了药品生产的主要工艺过程。原料在反应器内进行反应，通过分离等方法获得原料药，原料药经过一定的制剂工艺(如混合、造粒、干燥、压片、包衣、包装等)即成为出厂的药品。其中，反应是整个生产工艺过程的核心，而反应器则是反应过程的核心设备。
原料与产物只要其中的一种为连续输入或输出，而其余则为分批加入或卸出的操作。 a.常用反应器：锅式、塔式 b.操作特征：半连续反应器中的反应物系组成必然随时间而改变，也随反应器内的位置而改变。 c.适用场合：改变连续流动物料的加料速度，可调节反应速率。

涂料生产中间歇釜式反应器的工艺流程

涂料生产中间歇釜式反应器的工艺流程下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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间歇浸式生物反应器安全操作及保养规程

间歇浸式生物反应器安全操作及保养规程一、前言本规程适用于间歇浸式生物反应器的操作及保养，旨在保证操作人员的生命安全及设备运行稳定。

二、操作规程1. 操作前准备1.1 确认反应器的型号和规格是否符合操作要求。

1.2 在操作前，对反应器的卫生状况进行检查，确认无残留物或异味。

1.3 确认反应器的电源连接完好，防护罩齐全，连接电源时避免接反。

1.4 打开空气源，进行试运行，确认气体压力稳定。

1.5 操作前请穿着相应的安全防护装备。

2. 操作流程2.1 将预处理好的培养基注入反应器底部，注意避免气泡产生。

2.2 将待培养细胞或微生物悬液注入，确保反应器内的培养液高度不超过反应器高度的2/3。

2.3 开始培养，设定合适的温度、PH值等相关参数，对于不同类型的生物，需要有相应调整。

2.4 连续监控培养过程，及时调整参数以保证细胞或微生物的生长情况。

2.5 培养结束后，关闭空气源，将反应器内的培养液排出，进行双重消毒。

3. 操作注意事项3.1 注意反应器内残留液体的清理，避免残留物对设备造成影响。

3.2 操作期间，应始终注意电源线的连接状态，避免安全事故的发生。

3.3 反应器内液位应保持在反应器高度的2/3以下，避免液位过高引起液体外溢。

3.4 在操作过程中，应及时调整温度、PH值等参数，确保进行最优化的培养。

三、保养规程1. 日常保养1.1 定期对反应器内进行清洗，使用中性洗涤剂或者漂白水进行清洗。

1.2 定期检查反应器的电源和安全防护措施，避免设备故障。

1.3 注意反应器内的密封性，及时更换损坏的密封圈。

2. 定期保养2.1 每年必须进行一次全面的系统检查，包括电子及气体部件。

2.2 定期对反应器内进行脱落物及残余部分的清理。

2.3 反应器停用时，应尽快将内部残留液全部排放，并进行双重消毒。

四、总结本规程是对间歇浸式生物反应器的操作及保养过程中应注意的事项的摘要，目的是为了保护操作人员的生命安全及保证设备的稳定运行。

1-5-1间歇操作釜式反应器

1 n
kA单位： kp单位：kmol/m3.h.Pan 一般说来，可以用任一与浓度相当的参数来表达反应的速率，但动力学方程式中各参数的因次单位必须一致。
kmol m3 h n kmol 3 m

⑴反应分子数与反应级数
基本概念 a.单一反应与复杂反应
单一反应：指只用一个化学反应式和一个动力学方程式便能代表的反应。
二、均相反应动力学基础
宏观反应速率：受到传递影响化学反应过程的速率。本征反应速率：消除传递影响后化学反应所能达到的最大速率。
宏观动力学与本征动力学的区别在于：除了研究化学反应本身以外，还要考虑到质量、热量、动量传递过程对化学反应的作用及相互影响，这显然与反应器的结构设计和操作条件有关。
（一）化学反应速率及反应动力学方程
则称为非基元反应。
•c.单分子、双分子、三分子反应
• 单分子、双分子、三分子反应，是针对基元反应而言的。参加反应的分子数是一个，称之为单分子反应；反应是由两个分子碰撞接触的，称为双分子反应。 •d.反应级数
• 反应级数：是指动力学方程式中浓度项的指数。它是由实验确定的常数。可以是分数，也可以是负数。
⑵用浓度表示
•因为
nA V c A
•所以
1 d (V c A ) dcA c A dV rA V d d V d
等容过程：液相或反应前后无物质的量的变化的气相反应。 V为定值 ∴ni/V=Ci 得到
dC A (rA ) d
•
•
对于多组分单一反应系统，各个组分的反应速率受化学计量关系的约束，存在一定比例关系。例如

其动力学方程一般都可表示成：
ri ki cA cB

间歇式反应器

③可揭示实际生产中的物料浪费情况，以作为减少废料、提高产品质量、降低消耗定额及选用回收设备等的有力依据、核算生产过程中的经济效益。
④为设备的工艺计算及系统的热量衡算提供必要的条件。
编辑ppt
20
3.物料衡算时应注意的问题
⑴计算基准必须自始至终地选定一个固定不变的基准作为计算的基础，通常是以单位时间内处理多少物料，或者是在单位时间内生成多少成品或半成品作为依据。
液相固相
要尽量扩大相接触面积
对非均相反应物料必须保证质量传递
编辑ppt
15
*对于气—液相反应器要采用能形成液膜或鼓泡的装置；液— 液及液—固相反应器（甚至固相）要有搅拌装置；液—固相反应常用塔式反应器，将固体物料做成固定床，使液体物料通过床层，因此要装液体喷淋装置。如：混酸的硝化过程即是液—液非均相反应，硝化反应同时在两相内进行，但在酸相内反应速度比在有机相中的速度大好几倍，当相接触面小时，总反应速度会显著下降。为了扩大流体两相间的接触面积，通常在反
Hale Waihona Puke 编辑ppt19第二节反应锅的物料衡算
一、物料衡算的基本内容
1.物料衡算的依据—质量守恒定律。物料衡算就是依据此定律定量地对生产工艺的各个间段作物料计算。 2.目的和意义：
①通过物料衡算可以得出原料、中间产物、成品、副产物及废料的质量、容积和组成，以及每一生产步骤中的损失。
②可以帮助设计者正确选择生产过程的流程，考虑过程中原料用量的多少以及生产的废料是否可利用等问题。
控制温度的方法：进料的温度、流速。
如：乙烯水合制乙醇的绝热固定床反应器。
当反应器内部不能设置传热构件时，或需要强化传热速率时，常常采用外循环传热方式，外部热交换器常用列管式或螺旋板式的。

（完整版）化学反应工程作业答案

（完整版）化学反应⼯程作业答案3-2 在等温间歇反应器中进⾏皂化反应325325CH COOC H NaOH CH CHCOONa C H OH +→+ 该反应对⼄酸⼄酯和氢氧化钠均为⼀致，反应开始时⼄酸⼄酯和氢氧化钠的浓度均为0.02mol/L ，反应速率常数为5.6L/（min ·mol ），要求最终转化率为0.95，试求当反应器体积为31m 、32m 时，所需的反应时间是多少？解： A B C D +=+A AB r kC C =?? 设A 的转化率为A x ，B 的转化率为B xB B BB B B n n n x n n --?== ∵ 00A B n n = ， A B n n ?=? ，∴ A BC C =t=0Afx AA adx C r ?=020Afx AA A dx C k C ??=01(1)A Af kC x --01A k C =169.6 min t 与反应体积⽆关。

∴31m 、所需反应时间均为169.6min3-3 在平推流反应器中进⾏等温⼀级反应，出⼝转化率为0.9，现将该反应移到⼀个等体积的全混流反应器中进⾏，且操作条件不变，问出⼝转化率是多少？解：对于平推流反应器： 1ln1Af k x τ=- 0Bv v τ= 对于全混流反应器： ''1Af Afx k x τ=- 0Rv v τ=∴ 1ln1Af x -='1Af Afx x -=2.3 ∴ 'Af x =0.6973-6 已知某均相反应，反应速率2,17.4A A r kC k ml ==/（mol ﹒min ），物料密度恒定为0.75g/ml ，加料流量为7.14L/min ，0A C =7.14mol/L ，反应在等温下进⾏，试计算下列⽅案的转化率各为多少？(1) 串联两个体积0.253m 的全混流反应器。

（1） 0R v v τ==30.251027.14=35mm ，设转化率为12,f f x x 12011(1)f A f x k C x τ=-?121(1)f f x x -=4.35 ?1f x =0.622∴ 101(1)A A f C C x =-=7.14×（1-0.622）=2.7mol/L 22221221(1)(1)f f A f f x x k C x x τ=--=1.64∴ 20.467f x = 12(1)Af A f C C x =-=1.44 ∴ 0(1)0.80Af A Af Af C C x x =-?= （2） 00.2510007.14R V V τ?===35min 12011(1)f A f x k C x τ=-?121(1)f f x x -=4.35 ?1f x =0.622 ∴ 101(1)A A f C C x =-=7.14×（1-0.622）=2.7mol/L 2212211.64(1)(1)f f A f f x x k C x x τ=?=--∴20.62f x =12(1)Af A f C C x =-=2.7×（1-0.62）=1.026∵0(1)Af A Af C C x =-∴ 0.856Af x = （3） 00.2510007.14R v v τ?===35min 1011(1)f A f x k C x τ=?-1f x =0.813∴ 101(1)A A f C C x =-=7.14×(1-0.813)=1.3422121(1)f A f x k C x τ=-?222(1)f f x x -=0.816∴ 2f x =0.347∴ 12(1)Af A f C C x =-=1.34×（1-0.347）=0.875 ∵0(1)∴ 0.877Af x = （4） 35min τ=1011(1)f A f x k C x τ=?-1f x =0.813101(1)A A f C C x =-=1.342121(1)f A f x k C x τ=?-2f x 0.449∴ 12(1)Af A f c C x =-=1.34×（1-0.449）=0.738 ∵0(1)Af A Af C C x =-0.897Af x =3-7 液相⾃催化反应A →P,反应速率23,10/()A A p r kc c k m kmol s -==?，进料体积流量300.002/,V m s =进料浓度3002/,0.01A p c kmol m c ==。

4 间歇釜式反应器(BR)

è计算方法
1 、已知V0与，根据已有的设备容积V ，求算需用设备个数n 按设计任务每天需要操作的总次数为：每个设备每天能操作的批数为：
则需用设备个数为：
n ’需取整数n ， n ＞ n ’ 。因此实际设备总能力比设计要求
提高了，其提高的程度称为设备能力的后备系数，以。表示，则：
2 、已知每小时处理物料体积V0与操作周期的总容积为：
¢ 热量衡算式
（1）依据：能量守衡定律。（2）基准：取温度、浓度等参数保持不变的单元体积和单元时间作为空间基准和时间基准。（3）衡算式
在单元时间Δτ 、单元体积ΔV内（以放热反应为例）：
[积累的热量]= [原料带入的热量]+[反应产生的热量]- [出料带走的热量][传给环境或热载体的热量]
间τ和辅助时间τ‘ (即装料、缷料、检、温度、反应速度相同，随时间而
变，生产周期存在反应时间（生产时间） τ和非生产时间τ
‘
。
➢ 其结构简单、操作方便、灵活性大、应用广泛。但是设备生产效率低、不易保持每批质量稳定、高转化率下体积较大。一般用于液—液相、气—液相等系统，如染料、医药、农药等小批量多品种的行业。
如果改变反应过程的条件或改变反应器结构，以改进反应器的设计，或者进一步确定反应器的最优结构、操作条件，经验计算法是不适用的，这时应该用数学模型法计算。根据小型实验建立的数学模型（一般需经中试验证），结合一定的求解条件——边界条件和初始条件，预计大型设备的行为，实现工程计算。
è反应器计算的内容和基本方程式
¢反应器计算的基本内容
➢ 选择合适的反应器型式根据反应系统动力学特性，如反应过程的浓度效应、温度效

间歇式操作反应器

特点
间歇式操作反应器通常具有固定的反应体积，需要在反应完成后进行排渣或出料，操作过程不连续。
工作原理
反应物混合
将原料和催化剂等物质在反应前混合均匀，确保反应物浓度和催化剂的分散度。
加热与冷却
通过外部加热或冷却装置，控制反应温度，以实现所需的化学反应条件。
压力控制
通过调节压力来控制反应速率和化学平衡，通常采用加压或减压的方式。
等。
酿造业
03
间歇式操作反应器可用于酿造业中，如啤酒、葡萄酒、黄酒等
的酿造。
其他领域
环境治理
间歇式操作反应器可用于环境治理领域，如废水处理、废气处理等。
农业
间歇式操作反应器可用于农业领域，如农药合成、肥料生产等。
03
间歇式操作反应器的操作与控制
操作步骤
准备阶段
进料阶段
反应阶段
出料阶段
清理阶段
分类与比较
分类
根据不同的工作原理和应用需求，间歇式操作反应器可分为搅拌釜式、填充床式、喷射器式等类型。
比较
不同类型的间歇式操作反应器各有优缺点，适用于不同的化学反应和物质转化过程。选择合适的反应器类型需要根据实际需求进行评估和比较。
02
间歇式操作反应器的应用化学 Nhomakorabea业01
合成高分子材料
间歇式操作反应器可用于合成各种高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。
02
精细化学品生产
在精细化学品生产中，间歇式操作反应器可用于合成染料、颜料、香料、表面活性剂等。
03
化学品的提纯与分离
间歇式操作反应器可用于化学品的提纯与分离，如蒸馏、萃取、重结晶等。
制药工业

间歇反应过程的工艺特点

间歇反应过程的工艺特点
间歇反应过程是一种常见的化学反应过程，其工艺特点主要包括以下几个方面：
1. 反应物料在反应器中间歇投料，反应结束后进行卸料，整个过程具有一定的生产节奏性。

2. 反应器通常采用批量生产方式，反应结束后需要进行清洗和重新填充反应物料，生产效率较低。

3. 间歇反应过程的反应时间较长，一般需要几个小时到几天不等，需要进行反应监测和控制，以确保反应的高效和安全性。

4. 反应过程中的温度、压力、pH值等操作参数需要进行监测和调整，以保证反应的稳定性和产物质量。

5. 间歇反应过程通常适用于生产小批量、高附加值的化学品，如医药、精细化工等领域。

6. 由于反应器需要进行清洗和重新填充反应物料，因此对操作人员的技能要求较高，需要进行较长时间的培训和技能认证。

综上所述，间歇反应过程具有反应时间长、生产效率低、操作技能要求高等特点，但也适用于生产小批量、高附加值的化学品。

为了提高生产效率和产物质量，可以采用自动化控制和连续反应过程等技术手段来提高生产效率和产物质量。

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间歇反应器作业