化工静设备

喷淋塔反应器
鼓 泡 塔 反 应 器
塔式反应器特征：
⑪ 反应器高度为直径的数倍以至十几倍； ⑫ 内部常设置能增加两相接触的构件，如填料，筛板等；
⑬ 适用于两种流体相反应的过程。如气液反应、液液反应。
Ⅳ、固定床反应器
催化剂以固相装填在反应器内，反应物流以气 相或液相通过催化剂床层，在催化剂表面进行化学 反应的装置称固定床反应器。
Ⅲ、塔设备的总体结构
塔设备的总体结构有内件、塔体、支座、人孔或手孔、 除沫器、接管、吊柱、扶梯、操作平台等。 a. 塔体（外壳）——由圆筒（等径或不等径）、上、下封 头构成。工作时承受内压或外压及温度；风载荷；地震载荷； 偏置构件的偏心重力载荷等。 b. 支座——塔设备高大沉重，一般采用裙式支座。 c. 人孔——不同的塔设备，人孔或手孔的结构及位置等也 不相同。 d. 接管——有进、出液管、进、出气管、回流管、取样管、 仪表管、液位计管等。 e. 除沫器——用于捕集夹带在气流中的液滴。 f. 吊柱——安装于塔顶，用于安装、检修时吊运塔内件。
操作，但在工业生产中，当处理量大时多采用板式塔，而当处理量小时
多采用填料塔，当然也有例外。对于一个具体地工艺过程，选用何种塔 型为宜，尚需根据两类塔型各自地特点和工艺本身地要求而ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ。
Ⅱ、塔设备的分类
塔设备的形式很多，为了便于比较和选择，将塔设备进行分类。分类方 式有很多种： 按操作压力分：常压塔、减压塔和加压塔； 按所完成的工艺过程分：精馏塔、吸收塔、解析塔、萃取塔、反应塔 和干燥塔； 按塔内件结构分：板式塔、填料塔。
的温度以下，以终止反应。稀相段之上为扩
大段。扩大段内装有旋风分离器，以分离并 回收被反应气体带走的催化剂细粒。
Ⅷ、移动床反应器 当催化剂由于积炭而迅速失活时，可以在移动床反应器中周期性 地或连续地使催化剂缓缓离开反应器去再生，然后通过机械传送或 气动传输返回反应器。移动床中催化剂的磨损比流化床少。但由于 混合不均匀以及传热性能差，不适于放热反应。 这类反应器应用于石油炼制中的催化裂化。后来又推广到连续 再生的催化重整工艺中。在反应器外再生催化剂，避免了为再生使 工业装置频繁停工，并可使催化剂在更为苛刻的条件下工作。
2017年07月18日
目 录
一、化工生产及特点
化工生产与每个公民的生活息息相关，大到国防、航天、火箭， 小到涉及到每一个人的衣、食、住、行等等。在当今的信息化时 代，化工生产任在国民经济中占有很大的比例。可以说，化工生 产的水平的高低是衡量一个国家综合国力的表现。化工生产尤其 重要，其本身又具有其以下特点：
以冷的原料作为载热体，使冷原料本身预热到反应所需
的温度，然后进入床层进行反应。
自热式固定床反应器
使用前提：放热反应，热量大致平衡。
固定床反应器的特点：
1 ）固定床反应器之所以成为气固相催化反应器的 主要型式，是和它具有的下述优点分不开的。 2）床层极薄、流速很低， 床层内流体轴向流动可 看成理想置换流动，因而化学反应速度快，因此， 为完成同样生产任务，所需要的催化剂用量和反应 器体积小。 3 ）流体停留时间可以严格控制，温度分布可以适 当调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择 性。固定床中催化剂不易磨损，可在高温高压下操 作。
指主要作用部件为运动的机械，如各种粉碎机，过 滤机，离心分离机、旋转窑、搅拌机、旋转干燥机以及 流体输送机械等，又称“动设备”。
静设备
1、常压容器 2、压力容器
化工 设备
动设备
1.各种物料泵 2.各种风机 3.各种空压机 4.各种冷冻机 5.各种真空泵
三、压力容器及分类
Ⅰ、压力容器的定义
压力容器一般是指在工业生产中用来完成反应、传热、传质、 分离、贮存等工艺过程，并承受 0.1MPa 表压以上压力的密闭容 器。 《特种设备安全监察条例》中明确指出压力容器的定义为： 压力容器，是指盛装气体或者液体，承载一定压力的密闭设 备，其范围规定为最高工作压力大于或者等于 0.1MPa （表压） ， 且压力与容积的乘积大于或者等于2.5MPa·L的气体、液化气体 和最高工作温度高于或者等于标准沸点的液体的固定式容器和 移动式容器；盛装公称工作压力大于或者等于 0.2MPa （表压）， 且压力与容积的乘积大于或者等于1.0MPa·L的气体、液化气体 和标准沸点等于或者低于60℃液体的气瓶；氧舱等。
（2）绝热式固定床反应器
特点：
1）床层与外界没有热量
交换。
2）结构简单，造价低廉， 但适用热效应不大或催 化剂对温度要求不高的 反应。
绝热式固定床反应器
特点：流体沿轴向自上而下 流经床层，床层同外界无热 交换。
特点：流体沿径向流过床层，
可采用离心流动或向心流动， 床层同外界无热交换。
（3）自热式固定床反应器
生产的连续性很强 介质的腐蚀性强、设备维护难度大 原料品种多、大多是危险化学品 工艺条件苛刻、温度和压力的变化大 单元操作多，设备种类复杂 生产技术含量高、管理难度大
二、化工设备的概念
化工设备
指主要作用部件是静止的或者只有很少运动的机械， 如各种容器（槽、罐等）、反应釜、换热器、塔器、普 通干燥器、蒸发器，反应炉、电解槽、结晶设备、吸附 设备、普通分离设备以及离子交换设备等，又称“静设 备”。 化工机器（化工机械）
① 按压力等级分类 按承压方式可分为内压容器与外压容器。内压容器又 可按设计压力分为四个等级：
② 按容器在生产中的作用分类 按根据压力容器在生产工艺过程中的作用，可分为反 应压力容器、换热压力容器、分离压力容器、储存压力容 器4种。
③按安装方式分类 固定式压力容器； 移动式压力容器。
移动式压力容器
Ⅲ、塔式反应器
塔式反应器是指高径比较大的 反应设备。广泛应用于气—液相反 应和液—液相反应。在气液相反应 过程中，至少有一种反应物在气相， 另一些反应物则在液相，气相中的 反应物必须传递至液相，在液相中 发生化学反应。有时，反应物都存 在于气相，它们一齐传递到催化剂 溶液中进行反应。气液相反应属于 非均相反应过程。处理气液相反应 过程的反应器称为气液相反应器。
(1)换热式固定床反应器
特点：
1）结构型式类似于列管式
换热器。
2）管内装填催化剂，反应
物料自上而下通过床层；管
间为载热体，与管内物料进 行换热，以维持所需的温度 条件。
列管式固定床反应器
优点：
1、返混小，流 体同催化剂可 进行有效接触， 当反应伴有串 联副反应时可 得较高选择性。 2、催化剂机械 损耗小。 3、结构简单。 缺点：
吊 柱 破沫器
气体 出口 回流管 集油箱
回流液体分布管
液体分布器 填料压圈 填料 填料支承 液体收集器 液体再分布器
梯子 平台 进料管
人孔 壳体 气体入 口管
裙座 塔盘
气体分布管
保温支持
防涡流板 出料口
注：板式塔和填料塔
除内件以外，其余构
件是大致相同的。
填料塔与板式塔的比较
Ⅳ、填料塔
以填料作为气、液接触和传质的基本构件，液体 在填料表面呈膜状自上而下流动，气体呈连续相自 下而上与液体作递向流动，并进行气、液两相间的 传质和传热。两相的组分浓度和温度沿塔高连续变 化。填料塔属于微分接触型的气、液传质设备。 A、散装填料
（2）流化床反应器的结构
流化床由浓相段、稀相段和扩大段三部 分组成。流化床的下部称为浓相段，或称密 相段，化学反应主要在此段进行。在浓相段 部装有气体分布板，它有三个作用：支承床 层上的催化剂或其它固体颗粒；分流作用， 使气体通过分布板的孔均匀分布在床层的整 个截面上，造成良好的起始流化条稀相段也 装有冷却水管，目的是将反应温度降至规定
介质危害性指介质的毒性、易燃性、腐蚀性、氧化性等， 其中影响压力容器分类的主要是毒性和易燃性。 A、毒性
B、易燃性 可燃气体或蒸汽与空气的混合物遇着明火能够发生爆炸 的浓度范围称爆炸浓度极限，爆炸时的最低浓度称为爆炸下 限，最高浓度称为爆炸上限，爆炸极限一般用可燃气体或蒸 汽在混合物中的体积分数表示。爆炸下限小于10%，或爆炸上 限和下限之差值大于等于20%的介质，一般称为易燃介质。
四、反应设备
Ⅰ、反应设备概述 在器内实现一个或几个化学反应，并使反应 物通过化学反应转变为反应产物的设备，称为反 应设备。
排 气
原 料
前处理
化学反应
循 环
后处理
产 品
排 污
化工生产的典型流程
Ⅱ、反应器分类
a) 按聚集状态分类
气相反应器：石油烃裂解的管式炉就是气相反 应器 均相 液相反应器：如生产乙酸乙酯的设备就是液相反 应器 气—液：苯烃化制乙苯是采用气—液相反应器
Ⅴ、流化床反应器
特征：反应器内固体粒子可以象流体 一样被流化起来。 适用于气固，液固，气液固反应。 Eg: 催化剂快速失活需立即再生的：催化 裂化装置； 强放热反应：丙烯氨氧化，萘氧化， 丁烯氧化脱氢； 固相加工反应：黄铁矿，闪锌矿的焙 烧，石灰石的煅烧等。
（1）流化床工作原理
气体从反应器底部的气体分布板、分布管进入，将反应器床 层上固体催化剂颗粒流化如液体沸腾状，在流化状态中进行反 应。
填料塔反应器
板式塔反应器
喷淋塔反应器结 构较为简单，液体 以细小液滴的方式 分散于气体中，气 体为连续相，液体 为分散相，具有相 接触面积大和气相 压降小等优点。适 用于瞬间、界面和 快速反应，也适用 于生成固体的反应。 喷淋塔反应器具有 持液量小和液侧传 质系数过小，气相 和液相返混较为严 重的缺点。
II. 压力容器的基本组成
压力容器主要由筒体、封头、密封装置、开孔接 管、支座 及 安全附件 这六大部件即构成了一台压力 容器的外壳。对于储存用的容器，这一外壳即为容 器本身；对于用于化学反应、传热、分离等工艺过 程的容器，则须在外壳内装入工艺所要求的内件， 才能构成一个完整的产品。 III.压力容器分类