化学反应过程与设备

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化学反应过程与设备1.2

化学反应过程与设备
《化学反应过程与设备》
主讲教师：
化学反应过程与设备
任务2、气固相反应器的选择
常用的气固相反应器：固定床反应器流化床反应器
化学反应过程与设备
一、固定床反应器的特点结构
（一）固定床反应器的特点固定床的定义：凡是流体通过不动的固体物料形成的床层面进行反应的设备都称为固定床反应器固定床反应器的优点： ①在化学反应速率较快、在完成同样生产能力时所需要的催化剂用量和反应器体积较小。 ②气体停留时间可以严格控制，温度分布可以调节，因而有利于提高化学反应的转化率和选择性。 ③催化剂不易磨损，可以较长时间连续使用。 ④适宜于在高温、高压条件下操作。
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三、气固相催化反应器的选择
化学反应过程与设备
二、流化床反应器的特点结构
（一）流化床反应器的特点优点： 1、2、3、4、5
缺点：
1、2、3 流态化操作总的经济效果是不错的，特别是传热和传质速率快、床层温度均匀、操作稳定的突出优点，对于热效应很大的大规模生产过程特别有利。
化学反应过程与设备
二、流化床反应器的特点结构
化学反应过程与设备
一、固定床反应器的特点结构
（二）固定床反应器的类型与结构中间间接换热式：作用：间接换热式是用热交换器使冷、热流体通过管壁进行热交换
冷激式：
冷激用的冷流体如果是尚未反应的原料气，称为原料气冷激式；冷激用的冷流体如果是非关键组分的反应物，称为非原料气冷激
化学反应过程与设备
固定床反应器虽有缺点，但可在结构和操作方面做出改进，且其优点是主要的。因此，在化学工业中得到了广泛的应用。
化学反应过程与设备
一、固定床反应器的特点结构

化学反应过程与设备1.1

化学反应过程与设备
三、管式反应器的应用与分类
(一)管式反应器在化工生产中的应用与分类：
化学反应过程与设备
三、管式反应器的应用与分类
(二)管式反应器的特点：
操作方式：多数采用连续操作，少数采用半连续操作，使用间歇操作的则极为罕见。特点：①单位反应器体积具有较大的换热面积，特别适用于热效应较大的反应。 ②由于反应物在管式反应器中反应速率快、流速快，所以它的生产效率高。 ③适用于大型化和连续化生产，便于计算机集散控制，产品质量有保证。 ④与釜式反应器相比较，其返混较小，在流速较低的情况下，其管内流体流型接近于理想置换流。
带接管的“T”形透镜环用于安装测温、测压元件用的。
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四、管式反应器的结构
4、管件
反应器的连接必须按规定的紧固力矩进行，所以对法兰、螺柱和螺母都有一定要求。 5、机架反应器机架用桥梁钢焊接成整体，地脚螺栓安放在基础桩的柱头上，安装管子支座部位装有托架，管子用抱箍与托架固定。
化学反应过程与设备
化学反应过程与设备
《化学反应过程与设备》
主讲教师：
化学反应过程与设备
主要内容：
1
一、反应器的选择
2
二、反应器的设计和优化
三、反应器操作与控制
3
化学反应过程与设备
1.教材与教参
教材采用教育部高职高专规划教材，教材的难度适中，相比本科教材，
其特点是复杂的理论分析
较少，增加许多工程实践的实例。符合高职高专的
化学反应过程与设备
二、搅拌釜式反应器的结构
3、传热构件：
釜内介质的热量传递，可在釜外焊制传热夹套，通入适当载热体进行热交换，也可以在釜内设置螺旋盘管，在管内通载热体把釜内物料的热量带走或传入，以满足其化学反应的需要。 4、传动装置：旋转运动是通过一个磁力驱动器来实现的，它位于釜盖中央，与搅拌转子联成一体，以同步转速旋转。

化学反应过程与设备课程总结

化学反应过程与设备课程总结首先，化学反应过程是指物质之间发生化学变化的过程。

在化学反应过程中，通常会涉及到反应速率、反应平衡、反应热等方面的内容。

学习化学反应过程的关键是了解反应动力学，并通过反应动力学的理论，可以对反应速率进行计算和优化，从而实现更高的产率和选择性。

此外，还需要了解反应平衡的概念和计算方法，以实现化学反应的平衡控制。

对于反应过程中产生的热能，我们还需要学习热平衡原理，并通过热平衡计算来决定反应体系中的温度、压力和物质的平衡分布。

其次，化学反应设备的选择与设计是化学工程中的重要任务。

化学反应设备通常包括反应釜、反应塔、换热器等。

学习化学反应设备的关键是了解设备的类型、工作原理和选择方法。

在选择反应设备时，需要根据反应过程的要求，考虑到反应的温度、压力、反应物料、反应性质等因素，选择合适的反应设备。

在设计反应设备时，还需要考虑到反应的热量平衡、质量平衡和物料传输等问题，使得设备的设计符合反应过程的工艺要求。

此外，在学习化学反应过程与设备的过程中，我们还需要了解一些相关的基础知识。

例如，需要了解反应动力学的基本概念和公式，掌握均相反应和异相反应的表达式和计算方法；需要了解换热原理，掌握热平衡计算和热传导方程的应用；需要了解流体力学的基本原理，掌握流体的流动规律和压降计算方法；还需要了解质量平衡的基本原理，掌握物料的流动规律和浓度的计算方法等。

综上所述，化学反应过程与设备课程是化学工程专业中的重要课程，通过学习这门课程可以掌握化学反应的基本原理和设计方法，了解反应设备的类型和选择方法。

通过这门课程的学习，我对化学反应过程和相关设备有了更深入的理解和认识，为我今后的专业发展打下了坚实的基础。

化学反应过程与设备(反应器设计和优化)

10
因为
nA0 nA nB 0 nB nR nR 0 nS nS 0 a b r s
rA rB rR rS r a b r S
故更为一般的速率表达式：
1 dni r viV dt
由反应进度可得：
1 d r V dt
2.2均相反应速率其他形式的表达： A、流动系统：
0
c
cA
A0
c A c A0
dcA kcA
22
恒温条件下，k为常数，积分得：用转化率表示得：
ln
cA0 k cA
cA cA0ek
ln
1 k 1 xA
一级不可逆反应的几个重要特征：（1）.速率常数的单位：时间单位的倒数；（2）.浓度的对数与反应时间成线性关系；（3）.反应时间长短仅与转化率高低有关，与初始浓度大小无关。 6.2恒温恒容不可逆二级反应：两种情况：只有一种反应物且为二级反应；或者是其它反应物大量存在，因而在反应过程中可视为常量；另一种是对某一反应物为一级，对另一反应物也是一级，二反应物初始浓度相等且为等分子反应时，可归结为第一种情况。
30
解题思路：
根据题意恒温恒容一级不可逆均相反应，求反应一定时间后物料的残余浓度，故选择公式 cA cA0ek 解题较简便。对于多组分单一反应，反应物的反应量与产物的生成量之间有化学计量关系的约束，可以根据它们的化学计量关系推导出它们反应过程中的浓度关系。引申知识点：对二级反应，要求残余浓度很低时，尽管初始浓度相差很大，但所需的反应时间却相差很少。 6.4恒温变容不可逆反应：
26
例题介绍：
解：由
cA cA0ek
，将反应物的初始浓度，速率常数k和反应时间带入上式

化学反应过程与设备

气液相反应与化学吸收的特点：气液相反应与化学吸收，既有相同点，又有不同之处
化学反应过程与设备
一、气液相反应器种类和工业应用
（一）气液相反应的特点与应用
气液相反应工业应用：气液相反应广泛地应用于加氢、磺化、卤化、氧化等化学加工过程。
化学反应过程与设备
一、气液相反应器种类和工业应用
（二）气液相反应的基本类型与特点
气液相反应器的特点：鼓泡塔反应器：广泛应用于液体相也参与反应的中速、慢速反应和放热量大的反应。优点：缺点：
化学反应过程与设备
一、气液相反应器种类和工业应用
（二）气液相反应的基本类型与特点
化学反应过程与设备
一、气液相反应器种类和工业应用
（二）气液相反应的基本类型与特点
气液相反应器的特点：填料塔反应器：广泛应用于气体吸收的设备，也可用作气液相反应器。反应方式：适用于：优点：缺点：
二、鼓泡塔反应器结构
（二）鼓泡塔反应器的结构
组成： (1)塔底部的气体分布器分布作用： (2)塔筒体部分作用： (3)塔顶部的气液分离器作用：
化学反应过程与设备
三、填料塔反ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ器结构
（一）填料塔反应器的结构
定义：填料塔是以塔内装有大量的填料为相间接触构件的气液传质设备。结构：填料塔的塔身是一直立式圆筒，底部装有填料支承板，填料以乱堆或整砌的方式放置在支承板上。
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三、填料塔反应器结构
（一）填料塔反应器的结构 5、塔内件（5）液体分布装置
化学反应过程与设备
三、填料塔反应器结构
（一）填料塔反应器的结构 5、塔内件（6）液体收集及再分布装置
化学反应过程与设备

反应过程与设备

序号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 3132 33 3435 36 37 3839 40 41 42题干按物质的聚集状态，反应器分为均相反应器和非均相反应器。

按照反应器的结构型式，可把反应器分成釜式、管式、塔式、固定床和流化床。

长径比较大的流化床反应器中的流动模型可以看成平推流。

单段绝热床反应器适用于反应热效应较大、允许反应温度变化较大的场合，如乙苯脱氢制苯乙烯。

单一反应过程，采用平推流反应器总比全混流反应器所需要的体积小。

对同一反应，活化能一定，则反应的起始浓度越低，反应的速率常数对浓度的变化越敏感。

对液—气、液—固非均相的反应物系，若热效应不大时，多采用釜式反应器。

对于可逆放热反应而言，并非温度越高反应速度越快，而是存在最佳反应温度，即反应速度最快时的对应的温度。

对于零级反应，增加反应物的浓度可提高化学反应速率。

反应过程的整体速度由最快的那一步决定。

反应器并联的一般目的是为了提高生产能力。

串联的一般目的是为了提高转化率。

非均相反应器可分为：气-固相反应器、气-液相反应器。

釜式反应器返混小，所需反应器体积较小。

釜式反应器既可以用于间歇生产过程也能用于连续生产过程。

釜式反应器体积越大，传热越容易。

高速搅拌的釜式反应器中的流动模型可以看成全混流。

工业反应器按换热方式可分为：等温反应器；绝热反应器；非等温、非绝热反应器等。

鼓泡塔反应器和釜式反应器一样，既可要连续操作，也可以间歇操作。

固定床反应器比流化床反应器的传热效率低。

固定床反应器的传热速率比流化床反应器的传热速率快。

固定床反应器适用于气一液相化学反应。

管式反应器的优点是减小返混和控制反应时间。

管式反应器亦可进行间歇或连续操作。

管式反应器主要用于气相或液相连续反应过程，且能承受较高压力化学反应的活化能是指基元反应，分子反应需吸收的能量间歇反应器由于剧烈搅拌、混合，反应器内有效空间中各位置的物料温度、浓度均相同。

化学反应过程与设备(反应器设计和优化)

k A0 exp( E ) RT
19
活化能E 反应活化能是为使反应物分子“激发”所需的能量。活化能的大小是表征化学反应进行难易程度的标志。活化能高，反应难于进行；活化能低，则容易进行。但是活化能E不是决定反应难易程度的唯一因素，它与频率因子A0共同决定反应速率。理解活化能时应注意之点： a.活化能E不同于反应的热效应，它并不表示反应过程中吸收或放出的热量，而只表示使反应分子达到活化态所需的能量，故与反应热效应并无直接的关系。 b.活化能E不能独立预示反应速率的大小，它只表明反应速率对温度的敏感程度。 E愈大，温度对反应速率的影响愈大。除了个别的反应外，一般反应速率均随温度的上升而加快。E愈大，反应速率随温度的上升而增加得愈快。 c.对于同一反应，即当活化能E一定时，反应速率对温度的敏感程度随着温度的升高而降低。
9
2.化学反应速率的表达
2.1对均相、等温、等压、封闭系统的单一反应：重点
aA bB rR sS
反应物：
ri
1 dni V d
rA
1 dn A , V dt
rB
1 dn B , V dt
产物：
1 dn R rR , V dt
1 dns rs , V dt
32
将以上各式带入反应速率方程，可得：
将以上动力学方程带入 c
cA
A0
dc A 即可求得结果。 ( rA )
思考：
反应速率用分压如何表达？
33
恒温变容过程速率方程的积分式
34
7.复杂反应动力学方程
可逆反应：反应物发生化学反应转化为产物的同时，产物之间也在发生化学反应回复为原料。
17
（2）基元反应与非基元反应：基元反应：如果反应物分子在碰撞中一步直接转化为产物分子，则称该反应为基元反应。非基元反应：若反应物分子要经过若干步，即经由几个基元反应才能转化成为产物分子的反应，则称为非基元反应。（3）单分子、双分子和三分子反应单分子、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。（4）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。可以是整数、分数，也可以是负数。

化学反应过程与设备课件资料

降低热点温度减少轴向温差的措施：入口处附近放置一定高度惰性载体稀释的催化剂或已部分老化催化剂。
列管式固定床反应器的温度分布
采用分段冷却，改变移热速率，使与放热速率尽可能平衡。
化工专业基础课程
化工系工艺组
28Author:huangkangsheng
化学反应过程与设备——项目1
自热式固定床反应器：
上部为绝热层，下部为催化剂装在冷管间的连续换热催化床。
径向反应器：
化工专业基础课程
化工系工艺组
29Author:huangkangsheng
化学反应过程与设备——项目1
任务2
气固反应器选择——流化床反应器
一、流化床反应器的特点与结构 1.流化床反应器的特点
固体流态化：
将固体颗粒悬浮于运动的流体中，具有类似于流体的性质，称之为固体流态化。
2.无泄漏磁力釜基本结构
构成釜体、搅拌转子、传热构件、传动装置、安全与保护装置。
3.反应釜的特点与发展趋势
特点：结构基本相同，操作压力较高、操作温度较高，反应釜多属间歇操作。
发展趋势：
化工专业基础课程
大容积化；搅拌器已有单搅拌器发展到用双搅拌器或外加强制循环；生产自动化和连续化；合理利用热能。
生产要求：
反应温度、压力、反应时间、转化率、选择性、压降、能耗、生产能力等。
化工专业基础课程
化工系工艺组
17Author:huangkangsheng
化学反应过程与设备——项目1
2.均相反应器选择要考虑的方面
根据物料聚集状态选择。气相：管式；液相：釜式
根据产量大小选择操作方式。
根据反应速率选择。根据动力学特性选择。
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化学反应过程与设备1

1何谓固定床反应器？其结构形式主要有哪些？答气体反应物通过由静止不动的催化剂颗粒构成的床层进行化学反应的装置。

绝热式、换热式、径向固定床反应器。

2与轴向固定床反应器相比，径向反应器有何优点？影响其应用的难点在哪？答径向反应器可提高催化剂利用率、降低床层压降、提高反应效率。

径向反应器最主要的难点是需要解决气体分布均匀性问题，避免出现因各处反应物料停留时间不同而造成返混、降低反应转化率和选择性。

另外，结构复杂、造价高也是影响其应用3何谓鼓泡塔反应器？其结构特点是什么？答气体以鼓泡形式通过催化剂液层进行化学反应的塔式反应器。

它具有结构简单、运行可靠、易于实现大型化，适易于加工操作，在采取防腐措施后，还可以处理防腐蚀性介质等优点。

但鼓泡塔内液体返混严重，气泡易产生聚并，效率较低，且不能处理密度不均已的液体，如悬浊液等。

4双模理论答假设1在相界面两侧各有一定厚度的液膜和气膜2扩散阻力全部集中在气膜、液膜内。

而在气、液相主体中不存在浓度梯度。

3相界面处，气液达平衡。

且服从亨利定律。

5什么是含气率？影响因素有哪些？答含气率是指单位体积鼓泡床内气体所占体积分数。

影响含气率的因素主要有设备结构、物性参数和操作条件等。

6什么是比相界面？如何计算？答比相界面α是指单位汽液混合鼓泡床层体积内所具有的气泡表面积。

可以通过气泡平均直径dvs和含气率计算，α=6εG/d vs ㎡/m37流化床反应器的结构主要由哪几部分组成？各部分作用如何？答1结构组成：分布装置、内部结构、换热装置、气体分离装置。

2作用：气体分离装置——包括气体预分布器和气体分布板两部分，使气体均匀分布，以形成良好的初始流化条件，同时支撑固体颗粒。

内部结构——包括挡网、挡板和填充物等，破碎气体形成大气泡，增大气固的接触机会，减少返混，增加反应速度和提高转化率。

换热装置——分为外加套换热器和内管换热器，也可采用电感加热或载热体换热。

用来取出或供给反应所需要的热量。

化学反应过程与设备概述

化学反应过程与设备概述化学反应是一个重要的研究领域，其在工业生产中扮演着至关重要的角色。

化学反应的过程与设备是实现化学反应的基础和核心。

本文将概述化学反应过程与设备的基本原理和常见类型，以及其在工业领域和日常生活中的应用。

一、化学反应过程化学反应是物质之间发生化学变化的过程。

化学反应需要考虑一系列因素，例如反应物的性质、反应条件、催化剂的选择等。

根据反应物的数量和反应过程中能量的变化，化学反应可以分为以下几种类型：1. 合成反应：多个物质组成新的化合物。

例如，水和氧气反应生成水分子。

2. 分解反应：一个化合物分解成多个物质。

例如，二氧化二氢分解成水和氧气。

3. 双替换反应：两个化合物中的阳离子和阴离子交换位置，生成两个新的化合物。

例如，硫酸铜和氯化钠反应生成氯化铜和硫酸钠。

4. 单替换反应：一个元素与一个化合物反应，置换其中一个元素。

例如，钠与水反应生成氢气和氢氧化钠。

5. 氧化还原反应：涉及电子的转移，其中一个物质被氧化，另一个被还原。

例如，金属与酸反应生成盐和氢气。

化学反应过程必须在适当的条件下进行，例如温度、压力、浓度和催化剂的选择。

这些条件可以影响反应速率和产物产率。

二、化学反应的设备化学反应需要适当的设备来提供反应条件并有效地控制反应过程。

以下是一些常见的化学反应设备：1. 反应釜：在工业生产中，反应釜是最常见的反应设备之一。

它通常由耐高温、耐腐蚀的材料制成，例如不锈钢或玻璃钢。

反应釜可以提供适应不同反应条件的温度、压力和搅拌速率。

2. 反应槽：反应槽是用于小型实验室研究和中小规模生产的设备。

它们通常由玻璃或塑料制成，易于清洗和观察反应过程。

3. 反应管：反应管常用于小规模试验室研究和分析。

它们可以用于微量反应或进行定量实验。

4. 催化剂床：在某些反应中，催化剂起到至关重要的作用。

催化剂床可以提供大表面积来支持催化剂，使其与反应物接触，并促进反应速率。

5. 冷凝器：冷凝器用于冷却反应产生的蒸汽或气体，使其冷凝成液体，以便进行分离和收集。

《化学反应过程与设备》课程标准

《化学反应过程与设备》课程标准课程代码：B0201427课程类别：专业核心课授课系（部）：化学工程系学分学时：4学分64学时一、课程定位与作用1.课程的定位《化学反应过程与设备》是高职应用化工技术专业核心课程，是学生深化专业理论学习、培养专业能力和职业素养的专业骨干课程。

2.课程的作用本课程对高职应用化工技术专业人才培养，对职业能力和素质的形成具有基础性关键性地位，是工学结合的专业核心课程，对中控操作能力，反应设备的操作维护，异常现象的判断和处理，质量意识，成本意识，节能意识，环保意识，劳动安全卫生意识等职业能力和素质的养成起着重要的支撑作用。

3.与其他课程的关系本课程的前导课程有《物理化学》、《化工设备基础》等课程，通过化学动力学，化工设备的结构、工作原理、腐蚀防腐等知识和技能的学习训练，为本门课程的学习打下基础，本课程的后续课程有《无机化工生产技术》、《化工总控操作技术》等，运用本课程所学的知识技能为后续课程做准备。

二、课程目标通过本课程的学习，使学生掌握反应器的结构组成、流体在反应器中的流动特征、化学反应的类型和特点、催化剂及工程因素对化学反应的影响等基本知识，具备反应器选型、简单反应器设计计算、反应器的操作和控制等职业能力以及安全、节能、环保、质量、成本等职业素质，为今后的职业生涯打下基础。

1.知识目标（1）了解反应器在化学生产中的重要作用；（2）了解反应器的发展趋势；（3）掌握反应器的分类；（4）掌握反应器的基本结构及特点；（5）掌握反应器类型选择方法；（6）掌握均相、非均相反应动力学基本概念；（7）掌握理想流动模型的特点及造成非理想流动的原因；（8）掌握降低反应器返混程度的措施；（9）掌握催化剂基本概念；（10）掌握反应器设计的简单计算；（11）掌握反应器操作工艺参数的控制方法。

2、能力目标（1）能根据反应特点和工艺要求选择反应器类型；（2）能对反应器的设计与操作进行简单的优化或改进；（3）能按生产操作规程操作反应单元；（4）能对反应器进行操作参数调节控制；（5）能分析和处理操作反应器过程中出现的常见故障；3、素质目标（1）具有较强的口头与书面表达能力、人际沟通能力；（2）具有团队意识和合作精神；（3）具有良好的心理素质和克服困难的能力；（4）具有自主学习新知识、新技术的能力；（5）具有通过各种媒体资源查找所需信息的能力（6）具有独立制订工作计划并实施的能力；（7）具有规范操作、文明操作意识；（8）具有分析问题和解决问题的能力；（9）具有科学思维方法；（10）具有劳动保护与安全生产意识；（11）具有节能减排意识；（12）具有经济成本意识；（13）具有化工生产职业道德；（14）具有“6S”管理意识。

化学反应过程及设备

从实验室开发到工业生产存在放大效应。
在工业反应器中实际进行的过程不
但包括有化学反应，还伴随有各种物理过
程，如热量的传递、物质的流动、混和和
传递等，所有这些传递过程使得反应器内
产生温度分布和浓度分布，从而影响反应
的最终结果。
5/21/2020
➢ 化学动力学特性的研究：在实验室的小反应器内进行，完全排除传递过程的影响。
a s
(rS
)
5/21/2020
（2）化学反应速率及其表示
或可说，我们用不同的着眼级分来描述化学反应速率，那么反应速率与计量系数之比是相等的。
rA rB rr rs a b rs
若以浓度表示则为：
1 dCA 1 dCB 1 dCR 1 dCS a dt b dt r dt s dt
( r ) k P P
A
A ,P A B
5/21/2020
（3）单一反应 ✓— 可逆—反反应速应率级方程数的表示
对于： aA+bB rR+sS
( r ) kC B kC B
A
AA B
ARS
反应级数的大小反映了该物料浓度对反应速率
影响的程度。级数愈高，则该物料浓度的变化
5/21/2020
（2）化学反应速率及其表示
对于(恒容)气相反应，由于分压与浓度成正比，也可用分压来表示。
( r )
1
dn A
k
P P
A V dt
pA B
注意各参数的量纲单位要一致，若分压的单位为Pa，
则kp的单位：
mol ( m3 s Pa)
5/21/2020
（2）化学反应速率及其表示
对于均相反应aA+bB=rR+sS反应速率定义为：

化学反应过程与设备

化学反应过程与设备化学反应是指两种或更多物质发生一定变化，产生新的物质的过程。

化学反应过程与设备的设计和优化，是指通过合理设计和改善反应器，使得反应过程具有高效、安全、节能和环保等特点，提高生产效率和产品质量。

1.反应过程的选择与设计：反应过程的选择与设计是建立在研究反应动力学、热力学和传质过程的基础上。

根据反应物性质、反应条件和产品要求等因素，选择适当的反应方式（如连续反应、间歇反应、催化反应等），确定反应路径和反应机理，并设计反应的操作条件（如温度、压力、反应物的浓度和物料的流速等）。

2.反应物料的处理与准备：反应物料的处理与准备包括反应物料的配制、搅拌、过滤、干燥和纯化等工艺。

合理的物料处理与准备可以提高反应的速度、选择性和收率，并减少副反应和污染物的产生，从而提高产品的质量和产量。

3.反应条件的优化与控制：反应条件的优化与控制是通过实时监测和调节反应的参数，如温度、压力、反应物浓度和物料的流速等，以达到最佳的反应条件。

优化和控制反应条件可以减少能源的消耗、降低废物的排放、提高产品的纯度和产量，并延长反应器的使用寿命。

4.催化剂的选择与改进：催化剂在化学反应中起到促进反应速率、提高选择性和稳定性的作用。

合理的催化剂的选择与改进可以提高反应的效率、减少不必要的副反应和串联反应，并降低催化剂的损耗，从而降低生产成本。

1.反应器的类型与选择：反应器的类型根据反应过程的性质和要求而定，常见的反应器有批式反应器、连续反应器、固定床反应器、搅拌反应器和流动床反应器等。

选择合适的反应器类型可以保证反应过程的高效性、安全性和可控性。

2.反应器的结构与材料的选择：反应器的结构包括反应器的容器、搅拌装置、换热器和分离器等部分，合理的结构设计可以提高反应器的热交换效率、降低能源的消耗、减少反应物料的停留时间和提高产品的选择性。

材料的选择要考虑到反应物料的腐蚀性、温度和压力等因素，以保证反应器的安全运行和长寿命。

化学反应过程与设备说课

主讲教师：程永高
化学反应过程与设备
说课
原料予处理
化学反应
产物后处理
核心
化学反应器 —进行化学反应的场所
主讲教师：程永高
化学反应过程与设备
说课
2、课程主要内容
1、化学反应动力学特性的研究反应机理
反应工程学的主要任务之一
研究
动力学特性
动力学方程
2、流体流动、传递过程对反应的影响流体流动传质影响反应器内浓度和温度在时间和空影响间上的分布反应结果
化学反应过程与设备
说课
《化学反应过程与设备》说课
主讲教师：
程永高
主讲教师：程永高
化学反应过程与设备
说课
说课主要内容：
1
一、说课程
2
二、说教法
三、说学法
3
主讲教师：程永高
化学反应过程与设备
说课
一、说课程
1.教材与教参
教材采用教育部高职高专规划教材，教材的难度适中，相比本科教材，
其特点是复杂的理论分析
主讲教师：程永高
化学反应过程与设备
说课
工程因素： •流体流动
•质量传递对反应过程的影响
•热量传递
主讲教师：程永高
化学反应过程与设备
说课
工程因素
反应场所
反应结果
C、T
物理因素化学因素
主讲教师：程永高
化学反应过程与设备
说课
化学因素与物理因素的结合
•反应→动力学 •反应+流体流动→返混 •反应+传质→效率
间相互影响；
3.人为规定了决策序列—认为小试优
惠条件与大设备一样；

化学反应过程与设备试题

化学反应过程与设备试题一.选择题（每题2分，共20分）1.化学反应器的分类方式很多，按的不同可分为管式、釜式、塔式、固定床、流化床等。

A. 聚集状态； B、换热条件； C、结构； D、操作方式2.釜式反应器可用于不少场合，除了。

A、气－液相反应；B、液－液相反应；C、液－固相反应；D、气－固相反应3.间歇操作的釜式反应器出料组成与反应器内物料的最终组成。

A、不相同；B、可能相同；C、相同；D、可能不相同4.反应釜加强搅拌的目的是。

A、强化传热与传质；B、强化传热；C、强化传质；D、提高反应物料温度5.釜式反应器的换热方式有夹套式、蛇管式、回流冷凝式和。

A、列管式；B、间壁式；C、外循环式；D、直接式6.管式加热炉传热的主要工艺指标有：全炉热效应.热负荷火墙温度,流速和全炉压力降。

A.炉管结焦时间B.炉管表面热强度C.燃烧室辐射强度D.烟囱抽力7.当化学反应的热效应较小，反应过程对温度要求较宽，反应过程要求单程转化率较低时，可采用。

A、自热式固定床反应器；B、单段绝热式固定床反应器；C、换热式固定床反应器；D、多段绝热式固定床反应器。

8.固定床反应器具有反应速度快、催化剂不易磨损、可在高温高压下操作等特点，床层内的气体流动可看成是。

A、湍流；B、对流；C、理想置换流动；D、理想混合流动9.流化床反应器通常都由壳体、气体分布装置、、换热装置、气固分离装置和固体颗粒的加卸装置所构成.A、搅拌器B、内部构件C、导流筒D、密封装置5/ 110.对气—固相流化床反应器，操作气速应。

A、大于临界流化速度；B、小于临界流化速度；C、大于临界流化速度而小于带出速度；D、大于带出速度二.填空题（每空1分，共20分）1.化学反应器是。

根据物质的聚集状态分，化学反应器可分为：和两大类。

2.釜式反应器主要应用于液-液均相和非均相、气-液相等反应过程，操作时温度、浓度容易，产品质量。

在化工生产中，既可适用于间歇操作过程，又可用于操作过程；可单釜操作，也可多釜串联使用；但若应用在需要较高转化率的工艺要求时，有的缺点。

化学反应过程与设备2

2）、搅拌器两方面性能
产生强大的液体循环流量产生强烈的剪切作用
3）、选择基本原则
在消耗同等功率的条件下，低转速、大直径的叶轮，可增大液体循环流量，同时减少液体受到的剪切作用，有利于宏观混合。反之，高转速、小直径的叶轮，结果与此恰恰相反。
5、搅拌装置的结构
搅拌器是实现搅拌操作的主要部件，其主要的组成部分是叶轮，它随旋转轴运动将机械能施加给液体，并促使液体运动。
物料衡算：虽然整个过程为非定态过程，但在任一瞬间，
反应器内各处的组成是均一的。应选整个反应器进行衡算。
普遍式划简：
微元时间内微元时间内微元时间反应釜微元时间反应釜
进入反应釜离开反应釜内转化掉的反应内反应物的累积
的反应物量的反应物量物量
涡轮式搅拌器
按照圆盘
圆盘涡轮搅拌器
开启涡轮搅拌器
前者的循环速度低于后者
按照叶轮
特点适用范围
平直叶搅拌器
弯曲叶搅拌器
叶的叶轮不易磨损，功率消耗低
既产生很强的径向流，又产生较强的轴向流；能耗消耗不大且搅拌效率较高；涡轮搅拌器速度较大，300～600r／min。
适用于乳浊液、悬浮液等
涡轮式
安装在搅拌器的上方
螺旋桨推进式
安装在搅拌器的两边
5.2、换热装置的选择
换热装置是用来加热或冷却反应物料，使之符合工艺要求的温度条件的设备。
其结构型式主要有夹套式、蛇管式、列管式、外部循环式、回流冷凝式等，也可用直接火焰或电感加热。
1）、夹套式
夹套是套在反应器筒体外面能形成密封空间的容器，既简单又方便。
适用范围
适用于高粘度物料的搅拌和传热。