课程设计—反应器的设计
反应器设计课程设计
反应器设计课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习反应器设计的基本原理和方法，使学生掌握化学反应器的设计和分析能力。
具体目标如下：1.掌握化学反应器的基本类型及其工作原理。
2.了解反应器设计的主要参数和计算方法。
3.理解反应器操作条件对反应结果的影响。
4.能够运用反应器设计的基本理论解决实际问题。
5.能够独立完成反应器设计的相关计算和分析。
6.能够阅读和理解反应器设计的英文文献。
情感态度价值观目标：1.培养学生的创新意识和科学精神。
2.增强学生对化学工程学科的兴趣和热情。
3.培养学生关注社会发展和环境保护的责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分：1.反应器类型的介绍和分析。
包括釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流动床反应器等。
2.反应器设计的基本参数和计算方法。
如反应器的体积、压力、温度、流量等。
3.反应器操作条件对反应结果的影响。
如温度、压力、搅拌速度等。
4.反应器设计的实例分析。
通过具体案例，使学生掌握反应器设计的过程和方法。
三、教学方法本课程将采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过讲解反应器设计的基本原理和概念，使学生掌握相关知识。
2.讨论法：通过分组讨论，引导学生深入思考和理解反应器设计的实际问题。
3.案例分析法：通过分析具体案例，使学生学会运用所学知识解决实际问题。
4.实验法：通过实验操作，使学生了解反应器的工作原理和操作方法。
四、教学资源本课程将采用教材《化学反应器设计》为主要教学资源。
同时，还将利用参考书、多媒体资料、实验设备等辅助教学资源。
这些资源将有助于支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果，本课程将采用以下评估方式：1.平时表现：通过课堂参与、提问、小组讨论等方式，评估学生的参与度和积极性。
2.作业：布置相关的反应器设计练习题，评估学生对知识的理解和运用能力。
3.考试：定期进行反应器设计相关的考试，评估学生的知识掌握和应用能力。
反应器的课程设计
反应器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解反应器的基本概念，掌握反应器类型及特点；2. 使学生掌握化学反应在反应器中的运行规律，了解影响反应器性能的因素；3. 引导学生掌握反应器设计的基本原则，学会分析反应器的设计参数。
技能目标：1. 培养学生运用反应器理论知识解决实际问题的能力；2. 提高学生进行实验操作、数据分析、设计方案的技能；3. 培养学生团队合作、沟通交流的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学反应工程学科的兴趣和热情；2. 培养学生严谨、认真、负责的学习态度，树立科学精神；3. 引导学生关注化学反应工程在实际生产中的应用，增强社会责任感。
课程性质：本课程为高中化学选修课程，旨在帮助学生了解化学反应器的基本原理和设计方法，培养学生解决实际问题的能力。
学生特点：高中生具备一定的化学基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力，但可能对化学反应器了解较少。
教学要求：结合学生特点和课程性质，采用理论教学与实验操作相结合的方式，注重启发式教学，引导学生主动探究、积极实践，提高学生的综合能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为后续相关课程的学习和实际应用打下坚实基础。
二、教学内容1. 反应器基本概念：反应器的定义、分类及特点，包括间歇式反应器、连续式反应器、固定床反应器、流化床反应器等。
参考教材章节：第二章第一节2. 化学反应在反应器中的运行规律：反应速率与反应器类型的关系，反应器内浓度、温度、压力等对反应性能的影响。
参考教材章节：第二章第二节3. 反应器设计原则：反应器设计的基本原理，包括反应器容积、反应时间、反应器内流动状态等方面的设计方法。
参考教材章节：第二章第三节4. 反应器设计参数分析：影响反应器性能的参数，如反应器直径、高度、催化剂性能等，以及如何优化这些参数。
参考教材章节：第二章第四节5. 实践案例分析：分析典型的化学反应器设计案例，使学生了解反应器在实际生产中的应用。
乙酸乙酯反应器课程设计
以下是乙酸乙酯反应器课程设计的一个简要概述：
1.课程介绍：介绍乙酸乙酯反应器的基本原理、应用领域和重要性。
2.基础知识讲解：
-化学反应动力学：讲解反应速率、反应机理和速率方程等基本概念。
-乙酸乙酯的合成反应：介绍乙酸乙酯的制备方法、反应机理和反应条件等内容。
3. 反应器设计及操作：
-反应器类型：介绍常见的反应器类型，如批式反应器、连续流动反应器和循环流化床反应器等，并比较其优缺点。
-反应器设计原理：讲解反应器尺寸和几何形状的选择、热量平衡、传质和混合等设计原理。
-操作技术：包括温度控制、压力控制、物料进出控制、催化剂的选择与再生等相关操作技术。
4.安全与环保：
-安全操作：介绍乙酸乙酯反应器操作中的安全事
项，如防爆措施、防腐蚀措施等。
-废物处理：讲解产生的废物处理和排放控制，以确保环境友好。
5.实验教学：
-实验设计：设计乙酸乙酯反应器实验，包括实验目的、步骤、材料和仪器的准备等。
-实验操作与数据分析：教授学生如何进行实验操作，并帮助他们分析和评估实验结果。
6.案例研究：通过案例分析真实的乙酸乙酯反应器项目，让学生了解实际应用，并思考实际工程问题和挑战。
7.课程总结：回顾乙酸乙酯反应器课程的重点内容，并提供学习资源和进一步学习的建议。
这是乙酸乙酯反应器课程设计的一个大致框架，具体的内容和深度可以根据课程要求和学生水平进行调整。
同时，需要注意教学中的安全性和环保性，引导学生养成良好的实验室操作和环保意识。
关于反应器课程设计
关于反应器课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解反应器的基本概念、分类及工作原理；2. 掌握反应器设计的基本原则和影响反应器性能的主要因素；3. 了解不同类型反应器在化工生产中的应用。
技能目标：1. 培养学生运用化学反应原理分析反应器类型和操作条件的能力；2. 提高学生运用数学工具进行反应器设计和计算的能力；3. 培养学生通过查阅资料、文献，了解反应器研究动态和前沿技术的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学反应工程学科的兴趣和热情；2. 增强学生的环保意识，使其关注反应器在绿色化工生产中的应用；3. 培养学生的团队合作精神和创新意识，激发他们在反应器设计和优化方面的探索精神。
本课程针对高中化学学科，结合学生年级特点，以化学反应原理为基础，注重理论联系实际，培养学生的科学素养和工程意识。
课程目标旨在使学生在掌握反应器基本知识的基础上，提高解决实际问题的能力，激发学生对化学工程学科的兴趣和热情，培养他们的环保意识及创新精神。
通过具体、可衡量的学习成果，为教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容1. 反应器基本概念：反应器的定义、分类及特点；2. 反应器工作原理：反应器内流动、混合与反应过程；3. 反应器设计原则：反应器设计的基本要求、影响反应器性能的因素；4. 常见反应器类型：釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流化床反应器等；5. 反应器应用实例：分析不同类型反应器在化工生产中的应用；6. 反应器计算：基于反应动力学和物料平衡的反应器计算；7. 反应器优化：反应器操作条件优化、反应器结构优化。
教学内容依据课程目标，以化学反应工程原理课本为依据，系统性地安排和组织。
教学大纲明确以下安排和进度：第一课时：反应器基本概念、分类及特点；第二课时：反应器工作原理、设计原则；第三课时：常见反应器类型及其应用；第四课时：反应器计算方法；第五课时：反应器优化策略。
教学内容注重科学性和系统性，结合实际生产案例，帮助学生更好地理解和掌握反应器相关知识。
反应器结构课程设计
反应器结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并描述反应器的基本结构类型及其工作原理；2. 学生能够掌握反应器内流动、传热和质量传递的基本概念；3. 学生能够解释影响反应器性能的主要因素。
技能目标：1. 学生能够分析不同反应器结构的优缺点，并选择合适的设计方案；2. 学生能够运用所学知识进行简单反应器的设计和计算；3. 学生能够通过实验和模拟等方法，评价反应器性能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学反应工程学科的兴趣，激发学习热情；2. 培养学生的团队合作意识和解决问题的能力；3. 增强学生的环保意识，使其认识到反应器设计在环境保护和资源利用方面的重要性。
课程性质：本课程属于化学反应工程领域，旨在帮助学生掌握反应器设计的基本原理和方法。
学生特点：高二年级学生，具备一定的化学和物理基础，具有较强的逻辑思维能力和实验操作能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，并为后续相关课程打下坚实基础。
二、教学内容1. 反应器基本概念：反应器类型、反应器内流动特性、反应器设计原理；教材章节：第二章“化学反应器类型及其流动特性”。
2. 反应器内的传热和质量传递：热量传递原理、质量传递原理、影响传质的因素；教材章节：第三章“反应器内的传热与质量传递”。
3. 反应器设计：反应器设计要求、不同类型反应器的设计方法、反应器性能评价；教材章节：第四章“反应器设计”。
4. 反应器实例分析：分析不同反应器在实际工业中的应用，优缺点比较；教材章节：第五章“典型反应器分析”。
5. 实验与模拟：反应器性能实验、反应器模拟软件操作；教材章节：第六章“反应器性能实验与模拟”。
教学内容安排与进度：第一周：反应器基本概念；第二周：反应器内的传热和质量传递；第三周：反应器设计；第四周：反应器实例分析；第五周：实验与模拟。
三、教学方法本课程将采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：通过系统的讲解，使学生掌握反应器基本概念、原理和设计方法。
反应器设计-课程设计
反应器设计-课程设计一、课程设计任务与内容自选一生产过程或单元操作过程，进行课程设计。
主要内容包括总生产流程、关键设备装配图。
二、课程设计的基本要求1、设计说明书的内容要求（1）正确地编写化工工艺课程设计说明书。
设计说明书统一A4纸张书写，按封面、设计任务书、目录、正文、参考文献等依次有序装订。
（2）生产工艺流程对设计方案，工艺流程，车间布置，主要设备，技术经济等进行分析比较。
阐述设计选定的生产方法和特点，叙述生产过程，说明其工艺操作条件等，说明原料、产品的贮存方式及特殊要求，说明流程中的控制方案等。
（3）工艺计算。
说明工程设计中进行的物料衡算、能量衡算，设备的计算及选型等。
（4）设计评述重点突出设计的特点和优点，并进行问题的分析讨论，提出有关的技术性建议，设计中有好的心得体会可突出重点写出。
（5）参考文献列出设计中参阅文献资料，引用文献资料按标准格式列出。
2、课程设计应提交设计成果设计结束，应提交：（1）设计说明书（2）关键设备装配图参考资料[1]娄爱娟，吴志泉，吴叙美．化工设计．上海：华东理工大学出版社，2002。
[2]国家医药管理局上海医药设计院．化工工艺设计手册(第二版)．北京：化学工业出版社，1996。
[3]时钧，汪家鼎等．化学工程手册(第二版)．北京：化学工业出版社，1996。
[4]绉兰，闫传智．化工工艺设计．成都：成都科技大学出版社，1998。
[5]魏崇光，郑晓梅．化工工程制图．北京：化学发工业出版社，1994。
[6]戚世岳．化工工程制图．北京：化学工业出版社，2005。
[7]刘道德等．化工设备的选择与设计（第三版）．长沙：中南大学出版社，2003。
[8]王静康．化工过程设计．北京：化学工业出版社，2006。
附件1：分组学号姓名设计题目1111021004何尚卫年产10万吨DOP设计（年产300天）1111021007倪海亮年产10万吨DOP设计（年产300天）1111021008王罕年产10万吨DOP设计（年产300天）1111021012严凯年产10万吨DOP设计（年产300天）1111021013朱凯年产10万吨DOP设计（年产300天）1111021019郭晓芳年产10万吨脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐1111021024王羽华年产10万吨脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐1111021025闫晖敏年产10万吨脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐1111021026张振宇年产10万吨脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐1111022001曹强年产10万吨脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐1111022002陈隐石有搅拌装置的夹套反应釜1111022003冯延申有搅拌装置的夹套反应釜1111022006刘景龙有搅拌装置的夹套反应釜1111022007陆道峰有搅拌装置的夹套反应釜1111022009武晓飞有搅拌装置的夹套反应釜1111022010刘书培年产8000t乙酸乙酯的工艺设计1111022011谭玲年产8000t乙酸乙酯的工艺设计1111022012王蓉年产8000t乙酸乙酯的工艺设计1113021003刘捷年产8000t乙酸乙酯的工艺设计1113021005王建华年产8000t乙酸乙酯的工艺设计1113021008赵应群年产5000吨柠檬酸发酵生物反应器的设计1113021009周呈年产5000吨柠檬酸发酵生物反应器的设计1113021010周琦年产5000吨柠檬酸发酵生物反应器的设计1113021011朱炫年产5000吨柠檬酸发酵生物反应器的设计1113021012陈宝兰年产5000吨柠檬酸发酵生物反应器的设计1113021013纪月红酸气吸收装置设计1113021017徐惠娟酸气吸收装置设计1113021020许文雅酸气吸收装置设计1113022001李畅宇酸气吸收装置设计1113022003王尚酸气吸收装置设计1113022004张勇发酵罐设计1113022005周洪宇发酵罐设计1113022006郭琳发酵罐设计1113022007刘欢贞发酵罐设计1113022008缪晓娟发酵罐设计附件2：课程设计题目设计题目1.年产10万吨DOP设计（年产300天）设计题目2.年产10万吨脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸盐（1）年产成品AES：10万吨（2）成品AES含量：70%（3）硫的纯度：99.8%（4）SO2的转化率：97%（5）SO2的气浓：8%（6）年生产时间：300天设计题目3.有搅拌装置的夹套反应釜设计参数要求容器内夹套内工作压力，Mpa设计压力，Mpa0.70.9工作温度，℃设计温度，℃<110<140介质染料及有机溶剂冷却水或蒸汽全容积，m³3操作容积，m³ 2.4传热面积，m³7腐蚀情况微弱推荐材料Q235-A搅拌器型式浆式搅拌轴转速，r/min50轴功率，KW 1.4设计题目4.年产8000t乙酸乙酯的工艺设计（1）设计任务及条件乙酸乙酯酯化反应的化学式为：CH3COOH+C2H5OH=====CH3COOC2H5+H2OA B R S原料中反应组分的质量比为：A：B：S=1：2：1.35，反应液的密度为1020Kg/m3，并假定在反应过程中不变。
盘管反应器课程设计
盘管反应器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解盘管反应器的基本结构、工作原理及在化工生产中的应用；2. 掌握盘管反应器内流体的流动特性、热量传递及反应过程；3. 学会盘管反应器的设计参数和操作条件对反应效果的影响。
技能目标：1. 能够运用所学知识分析和解决实际化工生产中盘管反应器相关问题；2. 培养学生运用计算机软件进行盘管反应器模拟和优化的能力；3. 提高学生的实验操作技能，能够独立完成盘管反应器的实验操作。
情感态度价值观目标：1. 激发学生对化学工程学科的兴趣，培养其探索精神和创新意识；2. 培养学生的团队协作意识，提高沟通与交流能力；3. 增强学生对化工生产中环保、安全等方面的责任感。
本课程针对高年级化学工程与工艺专业学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合。
通过本课程的学习，使学生能够掌握盘管反应器的基本知识和技能，培养解决实际问题的能力，同时注重培养学生的情感态度和价值观，使其成为具有创新精神和实践能力的化学工程人才。
二、教学内容1. 盘管反应器的基本概念与分类：介绍盘管反应器的基本结构、工作原理及分类，对应教材第3章第1节；2. 盘管反应器内的流体流动与传热：分析盘管反应器内流体的流动特性、热量传递过程，对应教材第3章第2节；3. 盘管反应器的设计与优化：讲解盘管反应器设计参数的选取、操作条件对反应效果的影响，以及计算机模拟与优化方法，对应教材第3章第3节；4. 盘管反应器的实验操作：介绍实验操作步骤、注意事项，以及实验数据的处理与分析，对应教材第3章第4节；5. 盘管反应器在化工生产中的应用：分析实际生产案例，了解盘管反应器在化工生产中的应用及优化，对应教材第3章第5节。
教学内容安排与进度：共计10课时，第1-2课时学习盘管反应器的基本概念与分类；第3-4课时学习盘管反应器内的流体流动与传热；第5-6课时学习盘管反应器的设计与优化；第7-8课时进行盘管反应器的实验操作；第9-10课时分析盘管反应器在化工生产中的应用。
反应器化工原理课程设计
反应器化工原理课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握反应器化工原理的基本概念，如反应器类型、反应动力学和反应器设计等。
2. 帮助学生理解不同类型反应器的特点、适用范围及操作原理。
3. 引导学生运用数学模型和方程描述反应器内的物料平衡、能量平衡和反应动力学过程。
技能目标：1. 培养学生运用反应器化工原理分析实际化工生产过程中反应器的设计和优化能力。
2. 提高学生运用实验数据和理论知识解决实际问题的能力。
3. 培养学生通过查阅文献、资料，了解反应器化工原理在科研和工程应用中的最新进展。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学反应工程学科的兴趣，激发学习热情。
2. 培养学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力。
3. 增强学生的环保意识，使其认识到化学反应工程在环境保护和可持续发展方面的重要性。
本课程针对高中化学年级学生，结合课程性质、学生特点和教学要求，将目标分解为具体的学习成果，为后续的教学设计和评估提供依据。
通过本课程的学习，使学生能够掌握反应器化工原理的基本知识，具备分析和解决实际问题的能力，同时培养良好的情感态度和价值观。
二、教学内容1. 反应器基本概念：反应器类型、反应动力学、反应器设计原理。
- 教材章节：第二章第一节- 内容安排：反应器分类及特点，反应动力学方程，反应器设计基本原理。
2. 常见反应器类型及其应用：釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流化床反应器。
- 教材章节：第二章第二节- 内容安排：各类反应器的结构、操作原理、适用范围及优缺点。
3. 反应器数学模型与方程：物料平衡、能量平衡、反应动力学方程。
- 教材章节：第二章第三节- 内容安排：建立反应器数学模型，推导物料平衡、能量平衡方程，探讨反应动力学在反应器设计中的应用。
4. 反应器设计与优化：反应器设计方法、优化策略。
- 教材章节：第二章第四节- 内容安排：介绍反应器设计方法，分析影响反应器性能的因素，探讨优化策略。
5. 反应器实例分析：结合实际化工生产过程，分析反应器设计和操作。
课程设计反应器设计
课程设计反应器设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握反应器设计的基本原理和方法，了解反应器在化学工业中的应用，培养学生分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下：1.知识目标：（1）掌握反应器的基本类型及特点；（2）理解反应器设计的基本原理；（3）熟悉反应器在化学工业中的应用；（4）了解反应器设计的数学模型和计算方法。
2.技能目标：（1）能够根据实际需求选择合适的反应器类型；（2）能够运用数学模型和计算方法进行反应器设计；（3）具备分析和解决反应器运行过程中问题的能力；（4）能够撰写反应器设计报告。
3.情感态度价值观目标：（1）培养学生对反应器工程的兴趣和热情；（2）增强学生对化学工业的认识，提高其综合素质；（3）培养学生团队协作和自主探究的精神；（4）强化安全意识，使学生在设计反应器时能够充分考虑安全因素。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括反应器的基本概念、类型及特点，反应器设计的基本原理，反应器在化学工业中的应用，以及反应器设计的数学模型和计算方法。
具体安排如下：1.反应器的基本概念、类型及特点；2.反应器设计的基本原理；3.反应器在化学工业中的应用案例分析；4.反应器设计的数学模型和计算方法；5.反应器设计实践案例。
三、教学方法为了提高教学效果，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
具体运用如下：1.讲授法：用于讲解反应器的基本概念、类型及特点，反应器设计的基本原理，反应器在化学工业中的应用，以及反应器设计的数学模型和计算方法；2.讨论法：学生针对反应器设计实践中遇到的问题进行讨论，培养学生的团队协作和自主探究精神；3.案例分析法：分析化学工业中典型的反应器应用案例，使学生更好地理解反应器的设计和应用；4.实验法：安排学生进行反应器设计实验，提高学生的动手能力和实际问题解决能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，本课程将选用以下教学资源：1.教材：《反应器设计原理》等；2.参考书：《反应器工程》、《化学反应工程》等；3.多媒体资料：相关视频、图片、动画等；4.实验设备：反应器模型、计算器等。
毕业设计反应器设计
毕业设计反应器设计毕业设计反应器设计在化学工程专业的学习中，毕业设计是一个重要的环节，它是对学生多年学习成果的综合运用和检验。
而反应器设计作为化学工程中的核心内容之一，是毕业设计中常见的题目之一。
本文将就毕业设计反应器设计展开讨论，从反应器的选择、设计原则和优化等方面进行探究。
一、反应器的选择在进行反应器设计之前，首先需要选择合适的反应器类型。
常见的反应器类型包括批式反应器、连续流动反应器和半连续反应器等。
不同类型的反应器适用于不同的反应条件和反应物性质。
在选择反应器类型时，需要考虑反应物的特性、反应条件和产品要求等因素。
例如，对于需要长时间反应的反应物，批式反应器可能更适合；而对于需要大规模生产的反应，连续流动反应器可能更适合。
二、反应器设计原则反应器设计的核心是确定反应器的尺寸和操作条件，以满足反应要求并提高反应效率。
在设计过程中，需要考虑以下几个原则：1. 反应物的混合程度：反应物的混合程度会影响反应速率和反应物的利用率。
因此，需要选择合适的搅拌方式和搅拌速度，以确保反应物充分混合。
2. 热量平衡：反应过程中会产生或吸收热量，需要考虑热量平衡，防止反应器过热或过冷。
可以通过加热或冷却装置来调节反应温度。
3. 反应物浓度和反应速率：反应物浓度对反应速率有重要影响。
可以通过调节反应物的进料浓度和反应物的流速来控制反应速率。
4. 反应物的停留时间：反应物在反应器中的停留时间影响反应的彻底程度和产物的选择性。
可以通过调节反应物的流速和反应器的体积来控制停留时间。
三、反应器设计优化反应器设计不仅要满足反应要求，还需要考虑经济性和可持续性。
在设计过程中，可以通过以下几个方面进行优化：1. 催化剂的选择：催化剂可以提高反应速率和选择性，减少能量消耗和废物产生。
因此，在反应器设计中需要选择合适的催化剂，并考虑催化剂的稳定性和再生性。
2. 反应器的结构优化：反应器的结构对反应过程有重要影响。
可以通过改变反应器的形状、增加反应器的内部结构或采用多级反应器等方式来提高反应效率。
化学反应工程课程设计--年产5014吨乙酸乙酯的反应器的设计
化学反应工程课程设计--年产5014吨乙酸乙酯的反应器的设计课程设计说明书生命科学学院所属课程《制药反应工程》设计题目年产5014吨乙酸乙酯的反应器的设计专业班级学生姓名设计组别指导教师武昌理工学院生命科学学院印制11级制药工程《制药反应工程》课程设计任务书一、设计项目年产二、设计条件1、生产规模：（5000+学号）吨/年2、生产时间：连续生产8000小时/年，间隙生产6000小时/年3、物料损耗：按5%计算4、乙酸的转化率：（50+学号）%（1—10号）；（40+学号）%（11—20号）（30+学号）%（21—30号）；（20+学号）%（31—40号）（10+学号）%（41—50号）三、反应条件反应在等温下进行，反应温度为80℃，以少量浓硫酸为催化剂，硫酸量为总物料量的1%，当乙醇过量时，其动力学方程为： rA =kCA2。
A为乙酸，建议采用配比为乙酸：乙醇=1：5（摩尔比），反应物料密度为0.85㎏/l，反应速度常数k为15.00L/（kmol·min）四、设计要求1、设计方案比较对所有的设计方案进行比较，最后确定本次设计的设计方案。
2、反应部分的流程设计（画出反应部分的流程图）（需根据计算结果，进行比较做改动）3、反应器的工艺设计计算生产线数，反应器个数，单个反应器体积。
4、搅拌器的设计对搅拌器进行选型和设计计算。
5、画出反应器的装配图图面应包括设备的主要工艺尺寸，技术特性表和接管表。
6、设计计算说明书内容设计任务书；目录；前言（对设计产品的理化性能，国内外发展概况，应用价值及其前景等方面进行介绍）设计方案比较；(合成工艺介绍，通过分析各种工艺优缺点，得到本设计选用的合成工艺流程)工艺流程图设计；反应器的设计搅拌器的设计；车间设备布置设计；（主要设备的布置）环境保护；设备装配图；设计总结；参考资料。
7、绘制主要设备的装配图。
图纸绘制主要设备装配图（图面应包括设备主视图、局部视图等，并配备明细表、管口表、技术性能表、用A1技术要求等），要求采用CAD制图。
反应工程课程设计说明书年产吨乙酸乙酯的反应器的设计
反应工程课程设计说明书--年产吨乙酸乙酯的反应器的设计目录一设计任务书3二概述6三工艺设计计算71．设计依据72 设计方案 73 设计计算731间歇反应釜的生产计算732连续反应釜的生产计算9 33热量的衡算 12四设备设计与选型171反应釜及夹套的设计计算172搅拌器的设计183夹套式反应釜附属装置的确定21五总结24六参考文献25化学工程与工艺专业《化学反应工程》课程设计任务书一设计项目年产2000学号×100吨乙酸乙酯的反应器的设计二设计条件生产规模5800 吨年生产时间连续生产8000小时年间隙生产6000小时年物料损耗按5计算乙酸的转化率60三反应条件反应在等温下进行反应温度为80℃以少量浓硫酸为催化剂硫酸量为总物料量的1当乙醇过量时其动力学方程为- rA kCA2A为乙酸建议采用配比为乙酸乙醇 15摩尔比反应物料密度为085㎏l反应速度常数k为1500kmolmin 四设计目的和要求通过课程设计要求更加熟悉工程设计基本内容掌握化学反应器设计的主要程序及方法锻炼和提高学生综合运用理论知识和技能的能力独立工作和创新能力概述此次课程设计是结合《化学反应工程》这门课程的内容及特点所进行的一次模拟设计它结合实际进行计算对我们理解理论知识有很大的帮助同时通过做课程设计我们不仅熟练了所给课题的设计计算而且通过分析课题查阅资料方案比较等一系列相关运作让我们对工艺设计有了初步的设计基础在设计过程中解决所遇难题对我们养成独立思考态度严整的工作作风有极大的帮助并为我们以后从事这个行业做好铺垫酯化反应是有机工业中较成熟的一个工艺尽管现在研制出不同的催化剂合成新工艺但设计以硫酸作为催化剂的传统工艺是很有必要的酯化反应器设计的基本要求是满足传质和传热要求因此需要设计搅拌器另外反应器要有足够的机械强度抗腐蚀能力结构要合理便于制造安装和检修经济上要合理设备全寿命期的总投资要少夹套式反应釜具有以下特点1温度容易控制2浓度容易控制3传质和传热良好4设备使用寿命长产品乙酸乙酯简介无色澄清液体有强烈的醚似的气味清灵微带果香的酒香易扩散不持久分子量 8811沸点772℃微溶于水溶于醇醚等多数有机溶剂通过给定设计的主要工艺参数和条件综合系统地应用化工理论及化工计算知识完成对反应釜的工艺设计和设备设计工艺设计计算1 设计依据《乙酸乙酯生产设计任务书》2 设计方案对于乙酸乙酯的生产既可以采用间歇式生产也可以采用连续式生产本次设计将根据自己的生产规模计算对设计方案进行比较得出合理的工艺设计流程3 工艺计算及方案选择31 间歇釜进料com 流量的计算com1 乙酸乙酯的产量化学反应方程式乙酸乙酯的相对分子质量为88所以要求的生产流量为F酯com2 乙酸的流量乙酸采用工业二级品含量98乙酸与乙酸乙酯的物质的量比为11乙酸的转化率物料损失以5计则乙酸的进料量FA0com3 乙醇的流量乙醇与乙酸的摩尔配比为51则乙醇的进料量为F乙醇 5×1966 983kmolhcom4硫酸的流量总物料的质量流量如下计算W总 FAMAF乙M乙W硫酸因硫酸为总流量的1则W硫酸 com 5759即可算其物质的量流量F硫酸5759 98 059com5 总物料量流量F FA0F乙醇 F硫酸 1966 983059 11855 kmolh表1 物料进料量表名称乙酸乙醇浓硫酸流量kmolh 1966 983 059 com 反应体积及反应时间计算当乙醇过量时可视为对乙酸浓度为二级的反应其反应速率方程A为乙酸当反应温度为80℃催化剂为硫酸时反应速率常数k 1500 09m3 kmolh因为乙醇大大过量反应混合物密度视为恒定等于085kgL当乙酸转化率由间歇釜反应有根据经验取非生产时间则反应体积因装料系数为075故实际体积要求每釜体积小于5m3则间歇釜需3个每釜体积V 319 m3圆整取实际体积32 连续性进料的计算com 流量的计算com1 乙酸乙酯的产量化学反应方程式乙酸乙酯的相对分子质量为88所以要求的生产流量为F酯com2 乙酸的流量乙酸采用工业二级品含量98乙酸与乙酸丁酯的物质的量比为11乙酸的转化FA0com3 乙醇的流量乙醇与乙酸的摩尔配比为51则丁醇的进料量为com4硫酸的流量总物料的质量流量如下计算W总 FAMAF乙M乙W硫酸因硫酸为总流量的1则W硫酸 com 4321即可算其物质的量流量F硫酸 432198 044表2 物料进料量表当乙醇过量时可视为对乙酸浓度为二级的反应其反应速率方程A为乙酸当反应温度为80℃催化剂为硫酸时反应速率常数k 15因为乙醇大大过量反应混合物密度视为恒定等于085因硫酸少量忽略其影响对于连续式生产若采用两釜串联系统为定态流动且对恒容系统不变不变若采用两釜等温操作则代数解得所以装料系数为075故实际体积V com 299故采用一条的生产线生产即可即两釜串联反应器的体积V 5com 反应时间连续性反应时间com 设计方案的选择经上述计算可知间歇釜进料需要45m3反应釜3个而连续性进料需2个4m3反应釜根据间歇性和连续性反应特征比较间歇进料需2条生产线连续性需1条生产线虽然间歇生产的检测控制等装备就比连续性生产成本高所耗费的人力物力大于连续生产但该课题年产量少选择间歇生产比连续生产要优越许多故而本次设计将根据两釜串联的的间歇性生产线进行并以此设计其设备和工艺流程图附表3 物料物性参数[1]名称密度80oC 熔点oC 沸点oC 黏度mPas 百分含量乙酸1045 167 118 045 98 乙醇0810 -1141 783 052 98 乙酸乙酯0894 -836 772 025 98表4乙酸规格质量[1]GB1628-79一级二级外观≤铂钴30号透明液体无悬浮物KMnO4试验min ≥50 乙酸含量990 980 甲酸含量015 035 乙醛含量005 010 蒸发残渣002 003 重金属以Pb计00002 00005 铁含量 00002 000054工艺流程图热量核算31工艺流程反应釜的简单工艺流程图32物料衡算物质进料出料乙酸196 784 乙醇983 8414 乙酸乙酯 0 118 水 0 118 根据乙酸的每小时进料量为在根据它的转化率和反应物的初始质量比算出各种物质的进料和出料量具体结果如下表33能量衡算com算总式式中进入反应器的能量化学反应热供给或移走的热量有外界向系统供热为正有系统向外界移去热量为负离开反应器物料的热量com各种物质在不同条件下的值对于气象物质它的气相热容与温度的函数由下面这个公式计算[2]各种液相物质的热容参数如下表[3]液相物质的热容参数物质 A B×102 C×104 D×106 乙醇59342 36358 -1216418030 乙酸-18944 10971 -28921 29275 乙酸乙酯47479 81081 -26421 36081 水92053 -15208 21058 032259 由于乙醇和乙酸乙酯的沸点为785℃和772℃所以乙醇的值同理乙酸乙酯的值3 水的值乙酸的值com象物质的参数如下表气相物质的热容参数[4]物质乙醇4396 0628 5546 -7024-2685 乙酸乙酯10228 -14948 13033 -15736 5999 乙醇的值乙酸乙酯的值com物质在80℃下的焓值1 每摩尔水的焓值同理每摩尔的乙醇的焓值每摩尔乙酸的焓值每摩尔乙酸乙酯的焓值com衡算1的计算470493292的计算-123632143的计算37795777653346384392060426846160425293630084因为即47049329 -12363214 5293630084求得 7123293240故应是外界向系统供热设备设计与选型1．反应釜体及夹套的设计计算11 筒体和封头的几何参数的确定com 筒体和封头的型式选择圆筒体椭圆形封头com 筒体和封头的直径反应物料为液夜相类型由表HDi 10＾14 考虑容器不是很大故可取HDi 10 由式Di反应釜内径的估算值应圆整到公称直径DN系列故可取1600 mm 封头取相同内径其直边高度ho由附表12[3] 初选ho 40 mmcom 确定筒体高度H当 Dg 1600 mm ho 25 mm 时由附表12[3]可查得椭圆形封头的容积为 V封 0617 m查得筒体1米高的容积V1米 201 m3≈145m取 H 1450 mm 则 HDi 14501600≈10 选取椭圆封头其公称直径为1600mm曲面高度为400mm直边高度为25mm容积为0587 m3 com 夹套直径高度的确定根据筒体的内径标准经计算查取选取DN 1800的夹套夹套封头也采用椭圆形并与夹套筒体取相同直径夹套高度H2≥式中η为装料系数η 075 代入上式取H2 1100 mm12釜体及夹套厚度的计算com料根据设备的工作条件可选择Q235A作为釜体及夹套材料由附表6[2]查得所选材料许用应力为[σ]100 113 MPa13 设备的壁厚计算com 釜体筒体壁厚计算com 内压设计计算根据工作条件可选取P 02MPa为设计内压根据式10-12[2]筒体的设计厚度≈38mm式中δd 圆筒设计厚度mmDi 圆筒内径 mmP 内压设计压力MPaΦ焊接接头系数考虑到夹套的焊接取08表10-9[2]C2 腐蚀裕量取 2 mm[σ]t材料许用应力[σ]100 113 MPa考虑到钢板负偏差初选C1 06 mm 表10-10[1]所以内压计算筒体壁厚38 06 44mmcom 外压设计计算按承受025MPa 的外压设计设筒体的设计壁厚δ 7 mm 并决定LDo Doδ之值Do筒体外径Do Di 2δd 1600 2×7 1614 mmL 筒体计算长度L H2 h 1400×400 1533 mm h为封头的曲面高度则LDo ≈ 095Doδ≈ 23010-15[2]查得A 000045由图10-17[2]差得 B 65 MPa 则许用外压为[P] 028 MPa＞025 MPaδ 7 mm 满足025 MPa 外压稳定要求考虑壁厚附加量 C C1 C2 062 26 mm 后筒体壁厚δn δ C 7 26 96 mm 圆整到标准钢板规格δn 取 10 mm综合外压与内压的设计计算釜体的筒体壁厚为10mm经计算校核满足设备安全要求com 釜体封头壁厚计算按内压计算S封P 02MPaDi 1600mmΦ 08[σ]t 113MpaC 062 26mm代入得 S封 44mm因为釜体的筒体S筒釜 10mmS封头 10mm[P]＞PT S封筒 10 mm10-12[] 筒体的设计厚度δd C2 2 ≈ 45 mm考虑到钢板负偏差初选C1 06 mm故夹套筒体的厚度为4506 51mm圆整到标准系列取6 mm经校核设备稳定安全com 夹套封头壁厚设计与选择S封夹S封夹 26 ≈ 51 mmS封夹 6mm12[2]可查取到夹套封头尺寸公称直径1800mm曲面高度400mm直边高度25mmcom 反应釜设计参数表4 夹套反应釜的相关参数项目釜体夹套公称直径DNmm 1600 1800 公称压力PNMPa 02 025 高度mm 1680 1200 筒体壁厚mm 10 6 封头壁厚mm 10 62搅拌器设计21 搅拌器的形式选择根据工作条件由于物料的黏度不大考虑到物料的流动搅拌目的及转速要求选择搅拌器的形式为双叶螺旋桨式桨叶直径为800 mmcom 搅拌器转速n根据相关的工艺经验数据选择n 100 rpmcom 传动功率P搅拌的雷诺数Re则KT可查取表3-9[1]com 电机功率本设计中考虑传动效率为90则P电 P09 1309 144KWBLD15-2-29Q型减速器其出轴转速为100rpm适用com 电动机的选择选用电动机的型号为JO2-22-122搅拌轴直径的设计计算com 搅拌轴材料选用Q235-A选取其[τ] 16MPa [τ]为轴材料的许用切应力单位MPa对于Q235-A取12～20MPa圆整取d 40 mmcom 搅拌轴刚度计算式中[θ]为轴的许用扭转角°m 对于一般的传动可取05～10 °m 07经计算比较轴径为40mm 满足强度刚度要求故选择搅拌轴径为40 mm3夹套式反应釜附属装置的确定支座的选定以下参考书[3]com釜需外加保温故选B型悬挂式支座com 反应釜总重 Q Q1 Q2 Q3 Q4式中Q1筒体与夹套筒体总重Q2封头与夹套封头总重Q3料液重按水压试验时充满水计Q4附件重人孔重900N其它接管和保温层按1000N计故Q Q1 Q2 Q3 Q4 12357 4690 53057 1900 72004N按两个支座承载计每个支座承载36002N由表11-6[2] 选支座B4 JBT 4735-9232 人孔C选用长圆型回转盖快开人孔人孔PN06400×300 JB 579-79-133 接管及其法兰选择com 水蒸气进口管φ108×4L 200mm10号钢法兰PN06 DN100 HG 20592-97com 冷却水出口管φ57×35L 150 mm无缝钢管法兰PN06 DN50 HG 20592-97com 进料管com 1乙酸进料管管径根据管子规格圆整选用的无缝钢管L 150mm法兰PN025 DN25 HG 20592-97com2乙醇醇进料管管径根据管子规格圆整选用的无缝钢管L 200mm 法兰PN025 DN50 HG 20592-97com3 浓硫酸进料管管径根据管子规格圆整选用的无缝钢管L 100mm法兰PN025 DN10 HG 20592-97com 出料管出料总质量流量因密度则体积流量为由表1-1[4]得因进料黏度低选取管道中流速则管径根据规格选取φ57×35的无缝钢管法兰PN06 DN50 HG 20592-97com 温度计接管φ45×25L 100mm无缝钢管法兰PN025 DN40 HG 20592-97com 不凝气体排出管φ32×35L 100 mm无缝钢管法兰PN06 DN25 HG 20592-97com 压料管φ57×35L 200 mm无缝钢管法兰PN025 DN50 HG 20592-97com 压料管套管φ108×4L 200 mm10号钢法兰PN025 DN100 HG 20592-97总结经过接近两周的努力课程设计终于完成了在此我首先要感谢给予我很多帮助的指导教师作为一名化工系大三的学生我觉得能做这样的课程设计是十分有意义的在已度过的三年大学生活里我们大多数接触的是专业基础课我们在课堂上掌握的仅仅是专业基础课的理论面如何去面对现实中的各种化工工艺的设计如何把我们所学到的专业基础理论知识用到实践中去呢我想做类似的大作业就为我们提供了良好的实践平台在做本次课程设计的过程中我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书为了让自己的设计更加完善更加符合工程标准一次次翻阅化工原理设计书是十分必要的同时也是必不可少的我们做的是课程设计而不是艺术家的设计艺术家可以抛开实际尽情在幻想的世界里翱翔我们是工程师一切都要有据可依有理可寻不切实际的构想永远只能是构想永远无法升级为设计在这个过程中我学到了很多知识CAD作图查阅文献资料word排版等这对我们的以后的发展更为有益比如为即将面临的毕业论文考研或毕业后的工作打下坚实的基础对于那些在设计过程中帮助过我的所有老师和同学我再一次的表示深深的感谢参考文献[1]陈国桓主编．《化工机械基础》．第二版化学工业出版社2007[2]陈甘棠主编．《化学反应工程》．第三版．化学工业出版社2009[3]柴诚敬主编．《化工原理》．修订版高等教育出版社2005[4]《实用化学手册》．科学出版社[5]周大军揭嘉主编《化工工艺制图》化学工业出版社2005[6]印永嘉等主编．《物理化学简明教程》第四版．高等教育出版社2007。
反应器的课程设计
反应器的课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解反应器的基本概念、类型和原理，掌握反应器的设计和操作方法，培养学生对化学反应工程的认识和兴趣。
1.掌握反应器的定义、分类和基本原理。
2.了解不同类型反应器的结构和特点。
3.掌握反应器的操作条件和优化方法。
4.能够根据反应类型和需求选择合适的反应器。
5.能够分析反应器的设计和操作问题，提出解决方案。
6.能够运用反应器原理进行化学反应工程的分析和设计。
情感态度价值观目标：1.培养学生对化学反应工程学科的兴趣和热情。
2.培养学生对科学研究的严谨态度和团队合作精神。
3.培养学生对环境保护和可持续发展的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括反应器的基本概念、类型和原理，反应器的设计和操作方法。
1.反应器的基本概念：反应器的定义、作用和分类。
2.反应器的类型：釜式反应器、管式反应器、固定床反应器、流动床反应器等。
3.反应器的基本原理：质量守恒、能量守恒、速率定律等。
4.反应器的设计：反应器尺寸、操作条件、催化剂选择等。
5.反应器的操作方法：温度控制、压力控制、液位控制等。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法、实验法等，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握反应器的基本概念和原理。
2.讨论法：通过小组讨论，让学生深入理解和分析反应器的设计和操作问题。
3.案例分析法：通过分析实际案例，让学生学会运用反应器原理解决实际问题。
4.实验法：通过实验操作，让学生直观地了解反应器的运行原理和操作方法。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料、实验设备等。
1.教材：选用权威、实用的反应器教材作为主要教学资源。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、视频等多媒体资料，增强课堂教学的趣味性。
4.实验设备：配置齐全的实验设备，让学生能够亲自动手操作，提高实践能力。
反应器单元模拟课程设计
反应器单元模拟课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握反应器单元的基本原理和数学模型；2. 帮助学生理解反应器单元模拟的过程和方法；3. 引导学生掌握反应器单元操作参数对模拟结果的影响。
技能目标：1. 培养学生运用所学知识进行反应器单元模拟的能力；2. 提高学生分析问题、解决问题的能力；3. 培养学生利用计算机软件进行模拟操作的技能。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学工程学科的兴趣，增强其学习动力；2. 引导学生认识到反应器单元模拟在实际工程中的应用价值；3. 培养学生的团队协作精神，使其在合作中共同成长。
课程性质：本课程为化学工程与工艺专业核心课程，以实际反应器单元操作为背景，结合理论教学和实验操作，培养学生的实际工程能力。
学生特点：学生已具备一定的化学基础和工程观念，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：教师需采用理论教学与实践操作相结合的方式，充分调动学生的积极性，注重培养学生的实际操作能力和团队协作能力。
通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际工程问题的解决。
在教学过程中，将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 反应器单元基本原理：包括反应器类型、反应动力学、质量与能量守恒原理等；教材章节：第二章第一节2. 反应器数学模型：介绍连续搅拌釜反应器、管式反应器等常见反应器的数学模型；教材章节：第二章第二节3. 反应器模拟方法：阐述反应器模拟的常见方法，如稳态模拟、动态模拟等；教材章节：第二章第三节4. 反应器操作参数对模拟结果的影响：分析反应温度、压力、搅拌速度等操作参数对模拟结果的影响；教材章节：第二章第四节5. 计算机模拟软件应用：介绍Aspen Plus、HYSYS等模拟软件在反应器单元模拟中的应用；教材章节：第三章第一节6. 实际案例分析：分析典型反应器单元操作案例，使学生了解实际工程中的模拟过程；教材章节：第三章第二节7. 实践操作：组织学生进行反应器单元模拟的实践操作，巩固所学知识。
间歇式反应器课程设计
间歇式反应器课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解间歇式反应器的基本原理与结构，掌握其工作过程及特点；2. 掌握间歇式反应器在化工生产中的应用及其优缺点；3. 学会运用化学反应动力学的基本知识分析间歇式反应器中的反应过程。
技能目标：1. 能够运用所学知识对间歇式反应器进行设计与计算，包括反应器体积、反应时间等参数的确定；2. 能够运用图表、数据和文字等形式对间歇式反应器运行结果进行有效表达和分析；3. 能够运用批判性思维和合作学习的方法，探讨间歇式反应器在实际应用中存在的问题及改进措施。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学工程学科的兴趣，激发其探索未知、勇于创新的精神；2. 培养学生具备良好的团队合作意识，学会倾听、交流、分享与合作；3. 增强学生的环保意识，使其认识到化学反应器在环境保护和资源利用方面的重要性。
课程性质：本课程为化学工程学科的专业课程，旨在帮助学生掌握间歇式反应器的基本理论、设计与计算方法，培养学生解决实际工程问题的能力。
学生特点：学生为高中二年级学生，已具备一定的化学基础和实验操作技能，具有较强的求知欲和动手能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论联系实际，采用案例教学、实验演示等多种教学方法，提高学生的实践操作能力和创新能力。
通过课程学习，使学生能够达到上述课程目标，为今后的学术研究和工程实践打下坚实基础。
二、教学内容1. 间歇式反应器原理：讲解间歇式反应器的基本概念、工作原理及分类，结合教材第二章第一节内容，重点分析不同类型的间歇式反应器特点。
2. 间歇式反应器设计与计算：根据教材第二章第二节，教授反应器体积、反应时间等参数的计算方法，并通过实例进行讲解。
- 反应器体积的计算；- 反应时间的确定；- 物料平衡与能量平衡分析。
3. 间歇式反应器在化工生产中的应用：结合教材第二章第三节，介绍间歇式反应器在实际生产中的应用案例，分析其优缺点。
4. 化学反应动力学在间歇式反应器中的应用：根据教材第二章第四节，讲解反应动力学在间歇式反应器设计中的应用，包括反应速率、反应级数等概念。
反应器的结构课程设计
反应器的结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解并掌握反应器的基本结构组成，包括反应釜、加热器、冷却器、搅拌装置等关键部件。
2. 学生能够描述不同类型的反应器（如管式、釜式、固定床、流化床反应器）的特点及其适用范围。
3. 学生能够解释反应器设计中涉及的主要参数，如反应速率、反应温度、压力、物质的流动性等。
技能目标：1. 学生能够通过分析具体化学反应过程，选择合适的反应器类型。
2. 学生能够运用反应器设计的相关知识，进行简单反应器的设计和计算。
3. 学生能够通过实验或模拟操作，熟悉反应器操作的基本流程和注意事项。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对化学工程及反应器设计的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 培养学生团队合作精神，使其在小组讨论和设计中学会倾听、交流、协作。
3. 增强学生的环保意识，使其在设计过程中考虑反应器的安全性和环境影响。
课程性质：本课程为高中化学选修课程，侧重于化学工程知识的应用，旨在提高学生的实践操作能力和工程思维。
学生特点：高中学生已具备一定的化学基础知识，具有较强的逻辑思维能力和动手操作能力，对实际应用问题具有好奇心。
教学要求：注重理论与实践相结合，鼓励学生通过实际案例分析、小组讨论和实验操作等形式，深入理解反应器结构及其设计原理。
教学过程中应关注学生个体差异，提供个性化指导，确保学生能够达成预定的学习目标。
二、教学内容本节教学内容围绕反应器结构的设计原理和实践应用，依据课程目标，组织以下内容：1. 反应器基本结构介绍：讲解反应釜、加热器、冷却器、搅拌装置等关键部件的结构和功能，对应教材第3章第2节。
2. 不同类型反应器特点及适用范围：分析管式、釜式、固定床、流化床反应器的特点，举例说明各类反应器的适用场合，对应教材第3章第3节。
3. 反应器设计参数：介绍反应速率、反应温度、压力、物质的流动性等关键参数，阐述它们在反应器设计中的重要性，对应教材第3章第4节。
二甲苯催化氧化反应器课程设计
二甲苯催化氧化反应器课程设计一、引言催化氧化反应器是一种重要的化工设备，广泛应用于有机物氧化、有害气体净化等领域。
本次课程设计以二甲苯催化氧化反应器为研究对象，旨在通过设计和优化反应器结构参数，提高反应器的催化效率和稳定性。
二、二甲苯催化氧化反应机理二甲苯催化氧化反应是指将二甲苯与氧气在催化剂存在下发生氧化反应，产生二甲苯氢氧化物和二甲苯酚等产物。
常用的催化剂包括过渡金属氧化物、贵金属和分子筛等。
反应机理如下：2C8H10 + 15O2 → 2C8H8O + 2C8H10O + 15H2O其中，C8H10为二甲苯，O2为氧气，C8H8O为二甲苯氢氧化物，C8H10O为二甲苯酚。
三、二甲苯催化氧化反应器结构设计1. 反应器选型本次课程设计采用的反应器为固定床反应器，其优点是催化剂使用量少，反应效率高，但易发生堵塞和失活。
因此需要合理设计反应器结构，防止这些问题的发生。
2. 反应器结构参数反应器的结构参数包括反应器长度、直径、填料形状和大小等。
本次课程设计中，选择直径为50mm，长度为500mm的反应器，填料采用圆柱形分子筛。
4. 反应器操作条件反应器操作条件包括反应温度、气体流速和催化剂使用量等。
本次课程设计中，反应温度为280℃，气体流速为500mL/min，催化剂使用量为2g。
四、二甲苯催化氧化反应器性能测试与优化1. 性能测试通过实验对二甲苯催化氧化反应器进行性能测试，包括反应率、选择性和稳定性等指标。
实验结果表明，在本次课程设计的反应器操作条件下，反应率可达到90%，选择性达到95%，稳定性较好。
2. 优化设计为了提高反应器的催化效率和稳定性，本次课程设计采用了以下优化设计措施：（1）优化反应器填料：采用不同形状和大小的分子筛填料进行比较实验，选择效果最佳的填料。
（2）优化催化剂种类和使用量：比较不同催化剂种类和使用量的效果，选择效果最佳的催化剂种类和使用量。
（3）优化反应器操作条件：在反应器温度、气体流速和催化剂使用量等方面进行微调，使反应器的催化效率和稳定性达到最佳状态。
化学工程中的反应器设计
化学工程中的反应器设计反应器是化学工程中至关重要的设备之一，用于进行化学反应的过程。
合理的反应器设计对于提高反应效率、降低能耗和生产成本具有至关重要的作用。
本文将介绍化学工程中常见的反应器设计原则和方法。
一、反应器的选择选择适合的反应器是反应器设计的首要任务。
常见的反应器包括批量型反应器、连续流动型反应器、半连续流动型反应器等。
选择合适的反应器要考虑反应物性质、反应速率、反应条件和产物纯度等因素。
二、反应器尺寸的确定确定反应器的尺寸是反应器设计的关键步骤。
反应器尺寸的确定需要考虑反应物料的体积和传质、传热的需求。
通过计算反应器的体积、冷却面积和传质速率等参数，可以确定合理的反应器尺寸。
三、反应器的热管理热管理是反应器设计中的重要考虑因素。
对于放热反应，需要采取措施进行热量的排出，以保持反应温度的稳定。
常见的热管理方式包括使用冷媒或者换热器进行热量的传递和调节。
四、反应器的搅拌方式搅拌方式选用合适对于保持反应物料的均匀性和提高反应速率具有重要意义。
常见的搅拌方式包括机械搅拌、气体搅拌和涡旋搅拌等。
根据反应物料的性质，选择合适的搅拌方式可以提高反应效率。
五、反应器的安全性设计反应器设计中的安全性是至关重要的考虑因素。
合理的安全设计可以防止反应过程中的泄漏、爆炸等事故的发生。
常见的安全设计措施包括选择耐腐蚀材料、设置安全阀和压力传感器等。
六、反应器的控制系统合理的反应器控制系统可以保证反应的稳定进行和产物的质量。
控制系统通常包括温度、压力、进料速率等参数的监测和调节。
现代化的控制系统可以自动监测和调整反应条件，提高生产效率。
七、反应器的材料选择反应器材料的选择对于反应器的耐腐蚀性和寿命具有重要影响。
根据反应物料的特性和工艺需求，选择耐高温、耐腐蚀的材料可以保证反应器的正常运行和长久使用。
结论反应器设计是化学工程中的重要环节。
合理的反应器设计可以提高反应效率、降低能耗和生产成本。
在设计反应器时，需要选择合适的反应器类型、确定尺寸、考虑热管理、搅拌方式、安全性设计、控制系统和材料选择等因素。
课程设计己二酸反应器
课程设计己二酸反应器一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握己二酸反应器的基本原理、结构和操作方法。
技能目标要求学生能够运用己二酸反应器进行化学实验，并能够分析实验结果。
情感态度价值观目标要求学生培养对化学实验的兴趣和热情，提高学生的科学素养。
通过本课程的学习，学生将能够理解己二酸反应器在化学实验中的应用，掌握相关的实验技能，培养对科学的兴趣和好奇心。
同时，学生也将能够通过实验过程中的观察、分析和解决问题，培养科学思维和创新能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括己二酸反应器的基本原理、结构和操作方法。
首先，将介绍己二酸反应器的原理，包括其反应机制和反应条件。
然后，将介绍己二酸反应器的结构，包括其各个组成部分和功能。
最后，将介绍己二酸反应器的操作方法，包括实验步骤和注意事项。
具体的教学大纲如下：1.己二酸反应器原理介绍2.己二酸反应器结构介绍–各个组成部分3.己二酸反应器操作方法介绍三、教学方法本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法。
首先，通过讲授法向学生传授己二酸反应器的基本原理和知识。
然后，通过讨论法引导学生进行思考和交流，培养学生的科学思维能力。
接着，通过案例分析法让学生分析实际案例，巩固所学知识。
最后，通过实验法让学生亲自动手进行实验，培养学生的实验操作能力。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
教材将提供己二酸反应器的基本原理和知识，参考书将提供更多的相关资料和案例分析。
多媒体资料将通过图片、视频等形式丰富教学内容，帮助学生更好地理解和记忆。
实验设备将用于学生的实验操作，让学生亲身体验化学实验的乐趣。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试。
平时表现将根据学生在课堂上的参与度、提问和回答问题的积极性进行评估。
作业将根据学生的完成质量和及时性进行评估。
考试将包括笔试和实验操作两部分，以全面考察学生的知识掌握和实验能力。
课程设计—反应器的设计
日本宇部兴产公司是采用HSO工艺技术的最大己内酰胺生产商，现生产能力为365kt·a -1，占世界己内酰胺总生产能力的6.84%，生产装置分布在日本、西班牙和泰国。
该工艺技术成熟，投资小，操作简单，催化剂价廉易得，安全性好。
但主要缺点是：(1)原料液NH3·H2O和H2SO4消耗量大，在羟胺制备、环己酮肟化反应和贝克曼重排反应过程中均副产大量经济价值较低的(NH4)2SO4，每生产1t己内酰胺大约会副产4.5t(NH4)2SO4，副产(NH4)2SO4最多；(2)能耗(水、电、蒸汽)高，环境污染大，设备腐蚀严重，三废排放量大。
特别是(NH4)2SO4副产高限制了HSO工艺的发展。
1.3.2 SNIA工艺(甲苯法)意大利SNIA公司开发的SNIA工艺是唯一以甲苯为主要原料的己内酰胺生产工艺。
该工艺又称为甲苯法，是将甲苯氧化制得苯甲酸，加氢制得苯甲酸，接着与亚硝酰硫酸反应生成己内酰胺硫酸盐，己内酰胺硫酸盐再经水解得到己内酰胺。
在SNIA工艺制备己内酰胺中，含己内酰胺60%左右的酰胺油先经NH3·H2O苛化，然后经甲苯萃取、水萃取制成30%的己内酰胺水溶液。
己内酰胺水溶液经KMnO4氧化和过滤、三效蒸发、脱水浓缩、预蒸馏、NaOH处理和蒸馏、轻副产物蒸馏和精馏、重副产物蒸馏和精馏等精制过程，才能得到符合标准的纤维级己内酰胺成品。
1999年，中国石化石家庄化纤责任有限公司采用意大利SNIA公司甲苯法生产技术，耗资35亿元，建成一套生产能力为50kt·a -1的己内酰胺生产装置，2002年与中国石化科学研究院合作开发并应用非晶态镍催化剂引入苯甲酸加氢反应系统部分取代Pd/C催化剂以及己内酰胺水溶液加氢取代KMnO4工艺技术，将生产能力扩建到70kt·a -1。
尽管SNIA工艺为己内酰胺生产提供了新的原料路线，采用甲苯为原料，不经过环己酮肟直接生产己内酰胺，但酰胺化反应过程条件苛刻，收率较低，生成的副产物成分复杂，每生产1t己内酰胺副产3.8t(NH4)2SO4。
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日本宇部兴产公司是采用HSO工艺技术的最大己内酰胺生产商，现生产能力为365kt·a -1，占世界己内酰胺总生产能力的6.84%，生产装置分布在日本、西班牙和泰国。
该工艺技术成熟，投资小，操作简单，催化剂价廉易得，安全性好。
但主要缺点是：(1)原料液NH3·H2O和H2SO4消耗量大，在羟胺制备、环己酮肟化反应和贝克曼重排反应过程中均副产大量经济价值较低的(NH4)2SO4，每生产1t己内酰胺大约会副产4.5t(NH4)2SO4，副产(NH4)2SO4最多；(2)能耗(水、电、蒸汽)高，环境污染大，设备腐蚀严重，三废排放量大。
特别是(NH4)2SO4副产高限制了HSO工艺的发展。
1.3.2 SNIA工艺(甲苯法)意大利SNIA公司开发的SNIA工艺是唯一以甲苯为主要原料的己内酰胺生产工艺。
该工艺又称为甲苯法，是将甲苯氧化制得苯甲酸，加氢制得苯甲酸，接着与亚硝酰硫酸反应生成己内酰胺硫酸盐，己内酰胺硫酸盐再经水解得到己内酰胺。
在SNIA工艺制备己内酰胺中，含己内酰胺60%左右的酰胺油先经NH3·H2O苛化，然后经甲苯萃取、水萃取制成30%的己内酰胺水溶液。
己内酰胺水溶液经KMnO4氧化和过滤、三效蒸发、脱水浓缩、预蒸馏、NaOH处理和蒸馏、轻副产物蒸馏和精馏、重副产物蒸馏和精馏等精制过程，才能得到符合标准的纤维级己内酰胺成品。
1999年，中国石化石家庄化纤责任有限公司采用意大利SNIA公司甲苯法生产技术，耗资35亿元，建成一套生产能力为50kt·a -1的己内酰胺生产装置，2002年与中国石化科学研究院合作开发并应用非晶态镍催化剂引入苯甲酸加氢反应系统部分取代Pd/C催化剂以及己内酰胺水溶液加氢取代KMnO4工艺技术，将生产能力扩建到70kt·a -1。
尽管SNIA工艺为己内酰胺生产提供了新的原料路线，采用甲苯为原料，不经过环己酮肟直接生产己内酰胺，但酰胺化反应过程条件苛刻，收率较低，生成的副产物成分复杂，每生产1t己内酰胺副产3.8t(NH4)2SO4。
而且工艺精制过程存在流程长、工艺控制复杂、能耗大、产品质量不稳定、优级品率低的问题，投资大，生产设备高度专业化，难以转换用途。
基于生产成本高、(NH4)2SO4副产品量大、影响己内酰胺质量的副产物多的问题，加之受SNIA公司规模及发展战略影响，目前国外已无采用SNIA工艺的己内酰胺生产装置。
1.3.3 BASF/Polimex-NO还原工艺(苯法)德国BASF公司和波兰Polimex公司开发了BASF/Polimex-NO还原工艺，对硫酸羟胺制备进行了工艺改进：采用NH3与纯O2催化氧化制得NO，NO在搅拌釜式反应器中，反应温度40℃、压力1.5MPa、H2SO4介质和Pt催化剂作用下被H2还原来制备硫酸羟胺。
环己酮肟生产采用二段逆流肟化流程，进料环己酮萃取肟化硫铵中的有机物后再进入肟化反应系统。
在肟化过程中每生产1t环己酮肟(中间产品)会副产0.64t(NH4)2SO4，(NH4)2SO4溶液中的环己酮用蒸汽气提回收后返回反应系统。
反应生成的环己酮肟经过饱和浓度的硫铵母液干燥脱水。
环己酮肟在发烟H2SO4催化作用下经两级串联贝克曼重排器制得己内酰胺，用气氨在真空条件下进行中和反应，并利用反应热蒸发部分水分，同时(NH4)2SO4结晶从母液中分离出来。
己内酰胺精制过程有萃取、蒸馏，流程较短。
该工艺可以避免羟胺制备过程中生成(NH4)2SO4，因而该工艺技术被迅速推广，BASF公司也成为目前世界上最大的己内酰胺生产商，现生产能力为1015kt·a -1，占世界己内酰胺总生产能力的19.00%，生产装置分布在美国、德国和比利时。
BASF/Polimex-NO还原工艺技术生产的缺点：投资大、工艺路线长、工艺控制过程复杂、生产成本高，而且随后的肟化和重排反应中仍会生产(NH4)2SO4。
1.3.4 DSM-HPO工艺(苯法)荷兰DSM公司开发的HPO工艺以羟胺磷酸盐替代羟胺硫酸盐与环己酮在甲苯体系中进行肟化反应生成环己酮肟，通过无机工艺液和有机工艺液两大物料循环系统的分合，将羟胺制备和环己酮肟化及相关的物料分离净化结合在一起，形成了物料平衡性能良好的闭路循环体系。
无机工艺液将HNO3的合成、羟胺的合成和环己酮肟的合成构成了一个无机回路。
有机工艺液则构成了环己酮进一步转化、肟分离和无机工艺液净化的有机回路。
环己酮肟在含SO3，浓度10%的发烟H2SO4催化作用下发生贝克曼重排反应制得己内酰胺。
精制过程有萃取、离子交换、加氢、三效蒸发、蒸馏等。
目前，DSM公司总生产能力为615 kt·a -1，占世界总生产能力的11.52%，分别在荷兰、美国和中国大陆建有2家独资企业和1家合资企业。
尽管HPO工艺在传统液相烟酸贝克曼过程中仍会生产(NH4)2SO4，但在羟胺制备、环己酮肟化反应中不副产(NH4)2SO4。
1.3.5 H2O2氨肟化工艺(苯法)H2O2氨肟化-气相重排工艺意大利Enichem公司开发了环己酮与NH3、H2O2在新型钛硅分子筛(TS-1)催化作用下高选择性直接反应制备环己酮肟氨肟化工艺。
该工艺实现工业应用解决的关键问题包括：催化剂和相应工艺形式的优化和确定、碱性反应介质中分子筛骨架硅流失的抑制、昂贵分子筛的高效再生技术以及新工艺过程的工程放大问题等。
日本住友化学公司工业化了环己酮肟气相贝克曼重排反应的新工艺，通过一种专有的高效SiO2沸石催化剂代替H2SO4，避免了(NH4)2SO4生成。
在气相下，0.1MPa和380℃在流化床中进行贝克曼重排反应，把甲醇与环己酮肟以1：1(质量比)混合，以提高催化剂的选择性，甲醇可循环使用，环己酮肟的转化率达到99%，己内酰胺的转化率达95%以上。
2003年4月，住友化学公司结合EniChem公司技术在日本爱媛县建成了60kt·a -1环己酮氨肟化制备己内酰胺工业装置，并采用多步重结晶-加氢的精制工艺。
住友公司在中国申请了气相重排工艺专利，由于环己酮肟气相重排与现有的液相重排反应原理与工艺条件不同，反应产物的杂质种类及数量也大相径庭，是一种全新气相重排产物精制工艺路线。
二、搅拌釜式反应器叙述1、搅拌釜式反应器1.1搅拌釜式反应器的分类（按操作方式）按操作方式分类为间歇（分批）式、半连续（半间歇）式和连续式操作。
（1）间歇式操作：一次加入反应物料，在一定的反应条件下，经过一定的反应时间，当达到所要求的转化率时取出全部产物的生产过程。
间歇式操作设备利用率不高、劳动强度大，只适用于小批量、多品种生产，在染料及制药工业中广泛采用这种操作。
（2）连续操作:连续加入反应物和取出产物。
连续操作设备利用率高、产品质量稳定、易于自动控制，适用于大规模生产。
（3）半间歇操作:一种物料分批加入，而另一种物料连续加入的生产过程；或者是一批加入物料，用蒸馏的方法连续移走部分产品的生产过程。
半间歇操作特别适用于要求一种反应物的浓度高而另一种反应物的浓度低的化学反应，适用于可以通过调节加料速度来控制反应温度的反应。
1.2搅拌釜式反应器的应用装有搅拌器的釜式设备是化学工业中广泛采用的反应器之一，它可用来进行液液均相反应，也可用于非均相反应。
普遍应用于石油化工、橡胶、农药、染料、医药等工业，用来完成磺化、硝化、氢化、烃化、聚合等工艺过程，以及有机染料和医药中间体的许多其他工艺过程的反应设备。
釜式反应器的应用范围之所以广泛，是因为这类反应器结构简单、加工方便，传质效率高，温度分布均匀，操作条件（如温度、浓度、停留时间）的可控范围较广，操作灵活性大，便于更换品种，能适应多样化的生产。
1.3釜式反应器的设计（1）确定反应釜的操作方式根据工艺流程的特点，确定反应釜是连续操作还是间歇操作（即分批式操作）（2）汇总设计基础数据设计基础数据包括物料流量，反应时间，操作压力，操作温度，投料比，转化率，收率，物料的物性数据等。
（3）计算反应釜的体积（4）确定反应釜的台数和连接方式（5）确定反应釜的直径和筒体高度如按非标准设备设计反应釜，需要确定长径比，长径比一般取1～3，长径比较小时，现状矮胖，这类反应器单位体积内消耗的钢材量少，液体表面大；长径比趋于3时属瘦长型，瘦长型的反应釜，单位体积内可安排较大的换热面，对反应热效应大的体系很适用，但材料耗量大。
长径比确定后，设备的直径和筒体高度就可以根据釜的体积确定。
（6）确定反应釜的传热装置的型式和换热面积反应釜的传热可在釜外加夹套实现，但夹套的换热面积有限，当需要大的传热面积时，可在釜内设置盘管、列管或回形管等。
（7）选择反应釜的搅拌器2、搅拌装置的选择搅拌器是搅拌釜式反应器的一个关键部件，其根本目的是加强釜式反应器内物料的均匀混合，以强化传质和传热。
2.1常用搅拌器的类型（1）浆式搅拌器转速较低，一般为20～80r/min，圆周速度在1.5～3m/s范围内比较合适。
浆式搅拌器直径取反应釜内径的1/3～2/3，桨叶不宜过长，因为搅拌器消耗的功率与桨叶直径的五次方成正比。
浆式搅拌器已有标准系列HG5-220-65。
当反应釜直径很大时采用两个或多个桨叶。
浆式搅拌器适用于流动性大、黏度小的液体物料，也适用于纤维状和结晶状的溶解液，如果液体物料层很深时可在轴上装置数排桨叶。
（2）涡轮式搅拌器按照有无圆盘可分为圆盘涡轮搅拌器和开启涡轮搅拌器；按照叶轮又可分为平直叶和弯曲叶两种。
涡轮搅拌器速度较大，线速度约为3～8m/s，转速范围为300～600r/min。
开启式平直叶涡轮搅拌器的标准系列见HG5-221-65。
涡轮搅拌器的主要优点是当能量消耗不大时搅拌效率较高，搅拌产生很强的径向流。
因此它适用于乳浊液、悬乳液等。
（3）推进式搅拌器直径约取反应釜内径的1/4～1/3，线速度可达5～15m/s，转速范围为300～ 600r/min，搅拌器的材料常用铸铁和铸钢。
推进式搅拌器的标准系列见HG5-222-65。
2.2搅拌器的选型对于气液分散过程，要求得到高分散度的“气泡”。
从这一点来说，控制作用为剪切作用，其次是循环流量。
所以可优先选择涡轮式搅拌器。
但气体的密度远远小于液体，一般情况下气体由液体的底部导入，如何使导入的气体均匀分散，不出现短路跑空现象，就显得非常重要。
开启式涡轮搅拌器由于无中间圆盘，极易使气体分散不均，导入的气体容易从涡轮中心沿轴向跑空。
而圆盘式涡轮搅拌器由于圆盘的阻碍作用，圆盘下面可以积存一些气体，使气体分散很均匀，也不会出现气体跑空现象。
因此，平直叶圆盘涡轮搅拌器最适合气液分散过程。
三、环己酮氨肟化工艺设计基础2.1环己酮氨肟化反应本征动力学环己酮氨肟化主反应的反应速率方程：γβαCB A A catAO A C C C k dtdx W N dtdCA r 1=⋅=-=)exp(1101RTE k k -=过氧化氢分解副反应的反应速率方程：νB B catBO B B C k dtdx W N dtdCr 2222=⋅=-=)exp(2202RTE k k -=式中，R 为气体常数（11--⋅⋅KmolJ ）；T 为反应温度（K ）；21E 、E 分别为主反应和过氧化氢分解副反应的活化能()1mol J -⋅；21k k 、分别为主、副反应的速率常数；2010k k 、分别为主、副反应的指前因子；νγβα和、、为相应组分的反应级数。