间歇反应
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化学工艺，其特点是反应物不连续进入反应釜中进行反应，而是经过一个定期的间歇时间，再次注入反应釜中。
这种工艺在生产过程中广泛应用，具有以下几个特点：
1. 可控性强：间歇反应过程能够在反应过程中实现对反应时间、反应物添加量、产品产率等参数的精确控制，从而保证产品质量的稳定性和一致性。
2. 适应性广：间歇反应过程可以适应不同反应物的需求，使得在反应技术选择和优化上更加灵活。
3. 稳定性好：间歇反应过程在每次反应完成后可以对反应釜进行清洗和维护，避免上一次反应的残留物对下一次反应的影响，从而确保产品质量的稳定性和一致性。
4. 设备装置简单：间歇反应过程不需要进行连续自动调节，使得设备装置相对简单，维护成本低，对生产成本控制有一定的优势。
综上所述，间歇反应过程的工艺特点主要包括可控性强、适应性广、稳定性好和设备装置相对简单等方面。
间歇反应
间歇反应1.对工艺流程的理解：间歇反应在助剂、制药、染料等行业的生产过程中很常见。
本工艺过程的产品2—巯基苯并噻唑就是橡胶制品硫化促进剂DM2,2-二硫代苯并噻唑的中间产品它本身也是硫化促进剂但活性不如DM。
全流程的缩合反应包括备料工序和缩合工序。
考虑到突出重点将备料工序略去。
则缩合工序共有三种原料多硫化钠Na2Sn、邻硝基氯苯C6H4CLNO2及二硫化碳CS2。
主反应如下：2C6H4NCLO2+Na2Sn→C12H8N2S2O4+2NaCL+(n-2)S↓C12H8N2S2O4+2CS2+2H2O+3Na2Sn→2C7H4NS2Na+2H2S↑+3Na2S2O3+(3n+4)S↓副反应如下：C6H4NCLO2+Na2Sn+H2O→C6H6NCL+Na2S2O3+S↓工艺流程如下：来自备料工序的CS2、C6H4CLNO2、Na2Sn分别注入计量罐及沉淀罐中，经计量沉淀后利用位差及离心泵压入反应釜中，釜温由夹套中的蒸汽、冷却水及蛇管中的冷却水控制，设有分程控制TIC101，只控制冷却水。
通过控制反应釜温来控制反应速度及副反应速度，来获得较高的收率及确保反应过程安全。
在本工艺流程中，主反应的活化能要比副反应的活化能要高，因此升温后更利于反应收率。
在90℃的时候，主反应和副反应的速度比较接近，因此要尽量延长反应温度在90℃以上时的时间，以获得更多的主反应产物。
2.对自动控制的理解：该反应物自动控制，主要涉及Ⅰ.多硫化钠植被反应中S、Na2S、和H2O进入过程的手动控制Ⅱ.邻硝基氯苯从储槽F2由压缩空气HV-5驱动途径HV-7到F4的过程的手动控制。
Ⅲ.C2S从储槽F3由水入口阀HV-9驱动途径HV-10到储槽F5的过程的手动控制。
3.实验现象记录：Ⅰ.最佳工作状态：Ⅱ.开车评价Ⅲ.控制面板（产量）Ⅳ.停车趋势图T1:T2：4.意见和建议可否将R2反应罐的HV17夹套蒸汽加热阀、HV18夹套水冷却阀、HV19蛇管水冷却阀改为自动控制系统？。
间歇釜式反应器
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： α =
24V0 24V0 = VR V
β= 每个设备每天能操作的批数为：
n' =
24 24 = t τ +τ '
则需用设备个数为：
α V0 (τ + τ ') = β V
VR = V = V0 (τ + τ ' ) / n '
物料衡算式 依 据：质量守衡定律。 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。 衡算式：对任一组分A在单元时间Δτ、单元体积ΔV内： [A的积累量]=[A的进入量] [A的离开量] [A的反应量] [A的积累量]=[A的进入量]-[A的离开量]-[A的反应量] 的积累量]=[A的进入量 的离开量 的反应量 目的：给出反应物浓度或转化率随反应器内位置或时 间变化的函数关系。
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]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] ]=[原料带入的热量]+[反应产生的热量 [传给环境或热载体的热量] 传给环境或热载体的热量] （4）目的：给出温度随反应器内位置或时间变化的函数关系。
BR体积和数量求算 体积和数量求算
已知条件 每天处理物料总体积VD（或反应物料每小时体积流量V0）
Vρ
操作周期——指生产第一线一批料的全部操作时间，由反应时 间（生产时间）τ和非生产时间τ‘ 组成。 反应时间理论上可以用动力学方程式计算，也可根据实际情 况定。 设备装料系数——设备中物料所占体积与设备实际容积之比， 其具体数值根据实际情况而变化，参见表3-1。
第五章 间歇式操作反应器
回顾一下：生化反应器中可进行的反应类型？ 再想想：反应器可采取的操作方式？
2、研究反应器的目的？
◆研究生化反应器的基本反应规律
◆研究生化反应器的基本传递规律 ◆研究生化反应器的设计内容及方法
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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
5.1.1 生化反应器的分类
（ 生化反应器可从不同角度分类）
2、按操作方式分类 ■间歇反应器(分批操作反应器)：底物一次加入反应器，在反应过
程中无底物和产物的输入和输出，底物和产物的浓度随反应时间变化。
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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
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 确定最佳操作条件与控制方式 操作条件，如反应器的进口物料配比、流量、温度、压 力和最终转化率等工艺条件，直接影响反应器的反应结果，
也影响反应器的生产能力。对正在运行的装置，因原料组
对细胞，有
体系内累 进入体系 离开体系 体系内生 积细胞质量 细胞质量 细胞质量 长细胞质量
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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
间歇 反应沉淀 厌氧 缺氧 好氧 混凝沉淀
间歇反应沉淀厌氧缺氧好氧混凝沉淀
这些词语可能与废水处理工艺有关。
间歇反应沉淀是一种间歇式的水处理工艺，通过间歇性地添加药剂和搅拌，使水中的悬浮物和污染物沉淀下来。
厌氧、缺氧和好氧则是三种不同的生物处理工艺，分别在无氧、低氧和有氧条件下进行，用于去除水中的有机物和氮、磷等营养物质。
混凝沉淀则是一种物理化学处理工艺，通过投加混凝剂使水中的悬浮物和胶体物质凝聚成较大的颗粒，然后通过沉淀去除。
这些工艺通常在废水处理厂中组合使用，以达到去除污染物、净化水质的目的。
间歇釜式反应器的特点及其应用
• 例题：萘磺化反应器体积的计算。萘磺化生产2萘磺酸，然后通过碱熔得2-萘酚。已知2-萘酚的 收率按萘计为75%，2-萘酚的纯度为99%，工业 萘纯度为98.4%，密度为963kg/m3.磺化剂为98% 硫酸，密度为1.84.萘与磺酸的摩尔比为1：1.07. 每批磺化操作周期为3.67h。萘磺化釜的装料系数 为0.7.年产2-萘酚4000t，年工作日330天。
4390
The end,thank you!
• 应用： • 适用于多品种、小批量生产 • 适应于各种不同相态组合的反应物料 • 几乎所有有机合成的单元操作
反应体积VR
• 反应体积是指设备中物料所占体积，又称有效体 积。
• 确定反应器体积的容积V的前提是确定反应器的 有效容积
• 如果由生产任务确定的VR F单Vt, 位时间的物料处理量为 FV,操作时间为t‘（包括反应时间t和辅助操作时 间t0),则反应器的有效容积V：R FV t,
间歇釜式反应器的特点及其应用
目录
特点
例题分析
• 特点： • 反应物料一次加入，产物一次取出 • 结构简单、加工方便，传质、传热效率高 • 同一瞬间反应器内各点温度、浓度分布均匀 • 非稳态操作，反应过程中，温度、浓度、反应速
度随着反应时间而变
• 操作灵活性大，便于控制和改变反应条件 • 辅助时间占的比例大，劳动强度高，生H2SO4
→
→
根据生产任务，每小时需处理工业萘的体积为：
4000 103 0.99 128 1 1000 626 L 330 24 144 0.75 0.984 963
每小时需要处理的硫酸体积为： 4000 10 3 0.99 98 1.07 1 1000 270 L
间歇釜式反应器的特点及其应用
• 例题：萘磺化反应器体积的计算。萘磺化生产2萘磺酸，然后通过碱熔得2-萘酚。已知2-萘酚的 收率按萘计为75%，2-萘酚的纯度为99%，工业 萘纯度为98.4%，密度为963kg/m3.磺化剂为98% 硫酸，密度为1.84.萘与磺酸的摩尔比为1：1.07. 每批磺化操作周期为3.67h。萘磺化釜的装料系数 为0.7.年产2-萘酚4000t，年工作日330天。
• 应用： • 适用于多品种、小批量生产 • 适应于各种不同相态组合的反应物料 • 几乎所有有机合成的单元操作
反应体积VR
• 反应体积是指设备中物料所占体积，又称有效体 积。
• 确定反应器体积的容积V的前提是确定反应器的 有效容积
• 如果由生产任务确定的VR F单Vt, 位时间的物料处理量为 FV,操作时间为t‘（包括反应时间t和辅助操作时 间t0),则反应器的有效容积V：R FV t,
间歇釜式反应器的特点及其应用
目录
特点
例题分析
• 特点： • 反应物料一次加入，产物一次取出 • 结构简单、加工方便，传质、传热效率高 • 同一瞬间反应器内各点温度、浓度分布均匀 • 非稳态操作，反应过程中，温度、浓度、反应速
度随着反应时间而变
• 操作灵活性大，便于控制和改变反应条件 • 辅助时间占的比例大，劳动强度高，生产效率低
4390
The end,thank you!
330 24
144 0.75 0.98 1.84
每小时处理物料总体积为：FV=626+270=896L
反应器的体积为： V FV t 896 3.67 4390 L
0.75
若采用2500L标准反应器两个，则反应器的生产能力后备 系数为：
反应器基础知识—化学反应器的类型
反应过程 进行的条件
操作温度：等温反应、变温反应。 操作压力：常压反应、加压反应、减压反应。 操作方式：间歌式、连续式、半连续式。 旗热方式：自热式、对外换热式、绝执斗。
相的类别和数目
根据反应过程中所涉及的物料的相态可把反应分为均相反应和 非均相反应。 均相度应：指反应过程中只存在一个相态。如气相反应、液相 反应、固相反应。 均相反应：反应过程中不只存在一个相态。如气液相反应、液固相反应、气-液-固三相反应、气-固相反应。
反应速率除考虑温度、浓度等因素外，还与相间传质速率有关。
2. 按反应器结构分类 （a） 釜式反应器； （b）管式反应器； （c）固定床反应器； （d）流化床反应器； （e）塔式反应器：板式塔、填料塔、鼓泡塔、喷雾塔
实质是按传递过程的特征分类，相同结构反应器内物料具 有相同流动、混和、传质、传热等特征。
。
常见的工业反应器
均相间歇反应器
半间歇反应器
连续搅拌反应器组合
轴向填充床催化反应器
流化床催化反应器
一、化学反应类型：
化学反应类型
操作温度： 操作压力： 操作方式： 换热方式：
均相反应： 非均相反应：
反应特性
反应机理：简单反应（只发生一个化学反应）、复杂反应（不 只发生一个反应，如平行反应、连串反应、自催化反应）。 反应级数：零级反应、一级反应、二级反应、分数级反应等。 不同级数的反应，反应浓度对反应速率的贡献不同。 反应分子数：单分子反应、双分子反应、三分子反应等。 可逆性：可逆反应、不可逆反应。 热效应：吸热反应、放热反应。
均相： 气相：如石油烃管式裂解炉 液相： 如乙酸丁酯的生产
非均相： g-l相：如苯的烷基化 g-s相：如合成氨 l-l相：如已内酰胺缩合 l-s相：如离子交换 g-l-s相：如焦油加氢精制
间歇反应过程实验报告
间歇反应过程实验报告探究间歇反应过程中观察报告的编写方法，运用化学实验装置，观察间歇反应过程中物质的转化和能量的释放。
实验原理：间歇反应是指反应开始后一段时间内反应物快速消耗，然后反应速度逐渐降低直到反应结束的一种反应过程。
在间歇反应中，反应物会发生化学变化，生成新的物质。
该实验中，我们将观察间歇反应过程中的物质转化和能量的释放现象。
实验装置与药品：1. 装置：量筒、烧杯、显色管、酸蓝6B试剂、硫酸2. 药品：硫酸铜、金属锌片实验步骤：1. 在烧杯中加入适量的硫酸和一小块锌片。
2. 观察反应过程中锌片的颜色变化和气体的产生情况。
3. 在显色管中加入适量的酸蓝6B试剂。
4. 当反应结束后，将显色管倒置放入量筒中。
5. 观察显色管中溶液的颜色变化情况。
实验结果：在反应开始后，锌片逐渐被硫酸侵蚀，发生了化学变化。
锌片的颜色不断变淡，产生了大量的气体。
反应物硫酸和锌生成了新的物质。
在反应结束后，我们观察到显色管中溶液的颜色变化，由蓝色逐渐变为无色。
实验分析与讨论：在间歇反应过程中，锌片逐渐被硫酸侵蚀，发生了氧化反应，生成了硫酸锌和氢气。
硫酸锌是一种无色溶液，因此反应中锌片的颜色逐渐变淡，最终变为无色。
氢气是一种无色无臭的气体，在反应过程中生成大量的氢气，导致装置中观察到气泡的产生。
反应过程中的能量释放主要来源于化学反应的放热效应。
锌和硫酸之间的反应是一个放热反应，能量会以热量的形式释放出来。
因此，在观察反应过程时，可以感觉到烧杯外壁的温度升高，这是由于化学反应产生的热量传导到容器的结果。
在实验中使用了酸蓝6B试剂来观察反应结束后溶液的颜色变化。
酸蓝6B是一种酸性指示剂，它在酸性溶液中呈现蓝色，在碱性溶液中则变为无色。
实验中，当反应结束时，反应液的酸性已经被中和，所以酸蓝6B由蓝色逐渐变为无色。
实验结论：通过观察间歇反应过程中锌片颜色的变化、气体的产生以及酸蓝6B试剂颜色的变化，我们可以得出以下结论：1. 间歇反应是一种反应开始后速度逐渐减慢的反应过程。
间歇式反应器ppt课件
以上三者之中只有两个是独立的，当它们式中各量的单位
相同时：
转化 选 率择 收 性率
.
例1：邻硝基氯苯经氨化与硫化钠还原生产邻苯二胺。已 知 工 业 邻 硝 基 氯 苯 纯 度 为 98% ， 生 产 每 吨 邻 苯 二 胺 消 耗 1800kg工业邻硝基氯苯。氨化工段收率为95%。求该车间总 收率及还原工段收率。 解：反应式如下
.
4.间歇式反应器的类型
从几何形式上看：常用锅式（釜式）反应器，也有用管式 和塔式反应器的。
从所处理物料的相态上来看，有：
均相反应器：物料为气相或均液相
对反应器要求较低，一般用管式或塔式反应器
液相物料有时还装搅拌器，以提高物料扩散和
热交换
气 — 液相
非均相反应器：固液 液相— —
液相 固相
总之是单位时间内所处理的物料量或单位时间内所生产的 产品量作为计算基准。
即：kg/d
kg/h 等
.
年 产 /年量 工 作 产/天 日 量 总 原 料/天 投 料
②间歇操作：除上述外，最常用“每批投料量”或“每批生产 产品量”作为计算基准。 即 千克/批 吨/批 ③取每吨产物或原料作为计算基准，可直接求出原料消耗定额。 ④取每摩尔或每千摩尔的投料量作为计算基准。
.
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：
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。
⑸传动装置
间歇式反应器自控设计说明书
0～0.4Mpa
1
温度变送器
STT2SM-0-TNS-00-C
主型号：STT2SM-现场安装316不锈钢表壳、1/2“NPT电气接口、数显表头-汉语说明书
0～200℃
1
双金属温度计
WSSF-481
表盘直径：φ100mm；外壳材质：304ss；精度：±1.0%；防护等级：IP65；表玻璃材质：仪表玻璃；保护管材质：304SS；保护管尺寸：φ8mm；可动外螺纹连接；连接尺寸：M27×2M；带不锈钢位号牌；
整个系统包括两个控制回路，主回路和副回路。副回路由副变量检测变送、副调节器、调节阀和副过程构成；主回路由主变量检测变送、主调节器、副调节器、调节阀、副过程和主过程构成。
一次扰动：作用在主被控过程上的，而不包括在副回路范围内的扰动。二次扰动：作用在副被控过程上的，即包括在副回路范围内的扰动。
2、串级控制系统的设计
第二周
进行仪表选型及调节阀计算；绘制单回路图。绘制仪表接线端子图；供电系统图，填写自控设备相应表格。
2010.11.5～2010.11.14
第三周
完成并提交课程设计说明书及相关电子文档。课程设计答辩。
2010.11.15～2010.11.19
五、指导教师评语及学生成绩
指导教师评语:
年月日
成绩
指导教师(签字):
主要技术性能：
防爆标志：Ex（ia）ⅡC
传输精度：±0.2%×F.S
危险区允许输入信号：直流电流：0-10mA、4-20mA
2、熟练掌握工业过程控制系统的常规设计过程，培养学生实践动手能力及独立分析和解决工程实际问题的能力；
聚合反应工程基础复习提纲-2
第一章绪论1. 说明聚合反应工程基础研究内容及其重要性.研究内容:①以工业规模的聚合过程为对象,以聚合反应动力学和聚合体系传递规律为基础;②将一般定性规律上升为数学模型,从而解决一般技术问题到复杂反应器设计,放大等提供定量分析方法和手段;③为聚合过程的开发,优化工艺条件等提供数学分析手段.简而言之:聚合反应工程研究内容为:进行聚合反应器最佳设计;进行聚合反应操作的最佳设计和控制.第二章化学反应工程基础一、概念1.间歇反应器、连续反应器间歇反应器：物料一次放入，当反应达到规定转化率后即取出反应物，其浓度随时间不断变化，适用于小规模，多品种，质量不均。
连续反应器：连续加料，连续引出反应物，反应器内任一点的组成不随时间而改变，生产能力高，易实现自动化，适用于大规模生产。
2.平推流、平推流反应器及其特点：当物料在长径比很大的反应器中流动时，反应器内每一位原体积中的流体均以同样的速度向前移动，此时在流体的流动方向上不存在返混，这种流动形态就是平推流。
具有此种流动型态的反应器叫平推流反应器。
特点：①在稳态操作时，在反应器的各个截面上，物料浓度不随时间而变化，②反应器内物料的浓度沿着流动方向而改变，故反应速率随时间位置而改变，及反应速率的变化只限于反应器的轴向。
3.理想混合流、理想混合流反应器及其特点：反应器中强烈的搅拌作用使刚进入反应器的物料微元与器内原有物料微元间瞬时达到充分混合，使各点浓度相等，且不随时间变化，出口流体组成与器内相等这种流动形态称之为理想混合流。
与理想混合流相适应的反应器称为理想混合流反应器。
特点：①反应器内物料浓度和温度是均一的，等于出口流体组成②物料质点在反应器内停留时间有长有短③反应器内物质参数不随时间变化。
4.膨胀率：反应中某种物料全部转化后体系的体积变化率5.容积效率：指同一反应在相同的温度、产量、和转化率的条件下，平推流反应器与理想混合反应器所需的总体积比6. 停留时间分布密度函数、停留时间分布函数、平均停留时间停留时间分布密度函数：系统出口流体中，已知在系统中停留时间为 t 到dt 间的微元所占的分率 E(t)dt停留时间分布函数F(t):系统出口流体中，已知在系统中停留时间小于 t 的微元所占的分率 F(t)7.返混指反应器中不同年龄的流体微元间的混合8、宏观流体、微观流体宏观流体：流体微元均以分子团或分子束存在的流体；微观流体：流体微元均以分子状态均匀分散的流体；9.宏观流动、微观流动宏观流体指流体以大尺寸在大范围内的湍动状态，又称循环流动；微观流体指流体以小尺寸在小范围内的湍动状态10.混合时间指经过搅拌时物料达到规定均匀程度所需的时间11.微观混合、宏观混合 P70微元尺度上的均匀化称为宏观混合；分子尺度上的均匀化称为微观混合。
化学反应工程简答部分题库
1、间歇反应器与平推流反应器的异同答：平推流反应器在结构和操作方式上与间歇反应器截然不同，一个没有搅拌一个有搅拌；一个连续操作一个间歇操作；一个是管式一个是釜式。
是共同的，就是二者都没有返混，所有物料在反应器内的停留时间都相同。
既然停留时间都相同，没有不同停留时间（即不同转化率，不同浓度）物料的混合，两种反应器在相同的进口（初始）条件和反应时间下，就应该得到相同的反应结果。
2、间歇反应器与全混流反应器答：间歇反应器与全混流反应器在结构上大体相同，但从返混的角度上看却是完全不同的。
间歇反应器完全没有返混，而全混流反应器的返混达到了极大的程度。
因而，二者的设计方程不同，同一个反应在这两种反应器中进行，产生的结果也就不一样。
3、均相反应和非均相反应的定义如何强化非均相反应的反应速率答：均相反应是指气相反应、互溶液相的反应，反应物、产物和催化剂均处于同一相中，反应不受相间物质传递的影响，只受相内浓度分布的影响。
非均相反应是指反生在相间的界面或反应物传递通过界面进入另一相进行反应。
使用催化剂、提高温度、增加浓度4、实验室对于间歇反应器的动力学方程进行研究。
现在将该反应在工业上放大，在等温和等浓度的条件下，用于连续流动的搅拌反应器的设计。
问是否可以直接将该动力学方程用于连续流动的搅拌反应器反应速率的影响因素答：不能。
反应物浓度、温度、压强等。
5、对反应级数n>0的不可逆反应，图示全混流反应器和平推流反应器的体积。
图中以转化率xA为横坐标，反应速率rA的倒数为纵坐标。
达到相同的转化率，哪种反应器所需要的体积大些为什么答：全混流反应器所需要的体积大些。
因为全混流反应器有最大返混，而对于反应级数n＞0的不可逆化学反应，返混降低了反应器的浓度推动力，使反应器体积增大。
6、进料量的影响：增大进料量，移热线斜率减小，移热线右倾斜接触时间缩短，转化率降低，放热量减少，生热线右移传热系数的影响：传热系数增加，移热线斜率增加，向左偏移进料浓度的影响：增大进料浓度，反应速率加快，放热速率加快，因而生热曲线变陡。
连续流微反应器的3种反应类型
根据详细分析，精细化工和制药行业的反应根据其动力学原理可划分为3个等级。
其中值得注意的是，目前超过70%的这类反应都以半间歇方式操作。
反应活动受控于某种物料的用量，最终造成反应釜相对反应体积过大，空时收率较低，而原则上连续运行的反应釜会更适合这类反应动力。
对这些已证结果在持续流程中进行了再分析，确立了3种反应类型，连续性生产过程对这些反应都起到积极作用。
A型反应: 非常快，半衰期<1sec。
这种反应主要发生在混合区，并且受控于混合工艺(微观混合领域)。
其中，流量和混合装置的形式起着重要作用。
并且需要微观结构组织对当地温度梯度进行控制。
A 型反应涉及多种活性物质，如：氯、溴、胺及酰氯，并往往在0℃左右形成，有机反应(锂和格式反应)也属于这一类型，通常有对低温的需求。
B型反应：速度快，发生速度介于1~10sec。
它主要由动力学控制，然而，这些反应也受益于微结构，使它能更好地对热流量以及反应温度进行控制。
常规的系统，例如：管壳式换热器，通常由于较少的选择性而产生高温度梯度。
混合对这类的反应并不是很关键，降低压力会将可使用停留时间模块完成反应的可能性也降低。
如果能够保持相同区域的体积比，将可避免规模化问题的出现。
C型反应：缓慢反应(反应时间>10min)，从动力学上看，这一反应比较适合间歇式流程，但连续性反应会更加安全，并且具有质量优势。
事实上，进行连续的热危险性反应或自催化反应可以看做是反应体积，因此，潜在的风险被大大降低。
流程中需要短期暴露于高温，同时压力会受益于这种持续性反应，而分批反应很难实现这种效果。
在设备方面，较长的停留时间模块是必要的，并且需要常规技术，如：静态混合器、管壳式换热器。
微反应器的使用是基于热量的突然产生(催化作用)的要求。
芳香胺和双乙烯酮在一个管式反应器中，真实情况下经过乙酰化，并通过电脑模拟得出测量的热密度，用于停留时间和转换的功能报告中。
反应的半衰期约为1.5sec，所以主要分布在动力情况中(B型反应)，二阶反应说明了大部分的热密度都分布在反应的初始时期，在这种情况下，小的传统管(直径3㎜)无法提取足够的建立在流体力学(Tr)和导热液之间的热量和温度梯度。
环工原理思考题!答案
十一章第一节(1) 快速去除污染物的关键是什么？(2) 反应器的一般特性主要指哪几个方面？指反应器内物料的流动状态、混合状态以及质量和能量传递性能等，它们取决于反应器的结构形式、操作方式等。
(3) 反应器研究开发的主要任务是什么？(4) 什么是间歇操作、连续操作和半连续操作？它们一般各有哪些主要特点？1.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。
间歇操作的主要特点：（1）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。
（2）基本特征：间歇反应过程是一个非稳态的过程，反应器内组成随时间变化而变化。
（3）主要优点：操作灵活，设备费低，适用于小批量生产或小规模废水的处理。
（4）主要缺点：设备利用率低，劳动强度大，每批的操作条件不易相同，不便自动控制。
2.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：（1）操作特点∶物料连续输入，产物连续输出，时刻伴随着物料的流动。
（2）基本特征∶连续反应过程是一个稳态过程，反应器内各处的组成不随时间变化。
（反应组分、浓度可能随位置变化而变化。
）（3）主要优点∶便于自动化，劳动生产率高，反应程度与产品质量较稳定。
规模大或要求严格控制反应条件的场合，多采用连续操作。
（4）主要缺点∶灵活性小，设备投资高。
3.半连续操作：原料与产物中的一种或一种以上为连续输入或输出，而其它成分分批加入或取出的操作。
特点：半间歇操作具有间歇操作和连续操作的某些特点。
反应器内的组成随时间变化而变化。
(5)什么是空间时间和空间速度？它们所表达的物理意义分别是什么？空间时间：反应器有效体积(V)与物料体积流量(q v)之比值.空间速度：单位反应器有效体积所能处理的物料的体积流量.(6) 一般情况下，反应器内的流体流动状态会对反应结果产生影响，为什么？(7) 根据反应物料的流动与混合状态，反应器可分为哪些类型。
(整理)第四章 间歇反应.
第四章间歇反应一、工艺流程简介间歇反应过程在精细化工、制药、催化剂制备、染料中间体等行业应用广泛。
本间歇反应的物料特性差异大；多硫化钠需要通过反应制备；反应属放热过程，由于二硫化碳的饱和蒸汽压随温度上升而迅猛上升，冷却操作不当会发生剧烈爆炸；反应过程中有主副反应的竞争，必须设法抑制副反应，然而主反应的活化能较高，又期望较高的反应温度。
如此多种因素交织在一起，使本间歇反应具有典型代表意义。
在叙述工艺过程之前必须说明，选择某公司有机厂的硫化促进剂间歇反应岗位为参照，目的在于使本仿真培训软件更具有工业背景，但并不拘泥于该流程的全部真实情况。
为了使软件通用性更强，对某些细节作了适当的变通处理和简化。
有机厂缩合反应的产物是橡胶硫化促进剂DM的中间产品。
它本身也是一种硫化促进剂，称为M，但活性不如DM。
DM是各种橡胶制品的硫化促进剂，它能大大加快橡胶硫化的速度。
硫化作用能使橡胶的高分子结构变成网状，从而使橡胶的抗拉断力、抗氧化性、耐磨性等加强。
它和促进剂D合用适用于棕色橡胶的硫化，与促进剂M合用适用于浅色橡胶硫化。
本间歇反应岗位包括了备料工序和缩合工序。
基本原料为四种：硫化钠（Na2S）、硫磺（S）、邻硝基氯苯（C6H4ClNO2）及二硫化碳（CS2）。
备料工序包括多硫化钠制备与沉淀，二硫化碳计量，邻氯苯计量。
1．多硫化钠制备反应此反应是将硫磺（S）、硫化钠（Na2S ）和水混合，以蒸汽加热、搅拌，在常压开口容器中反应，得到多硫化钠溶液。
反应时有副反应发生,此副反应在加热接近沸腾时才会有显著的反应速度。
因此，多硫化钠制备温度不得超过85℃。
多硫化钠的含硫量以指数n表示。
实验表明，硫指数较高时，促进剂的缩合反应产率提高。
但当n增加至4时，产率趋于定值。
此外，当硫指数过高时，缩合反应中析出游离硫的量增加，容易在蛇管和夹套传热面上结晶而影响传热，使反应过程中压力难于控制。
所以硫指数应取适中值。
2．二硫化碳计量二硫化碳易燃易爆，不溶于水，密度大于水。
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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(整理)第四章 间歇反应
第四章间歇反应一、工艺流程简介间歇反应过程在精细化工、制药、催化剂制备、染料中间体等行业应用广泛。
本间歇反应的物料特性差异大；多硫化钠需要通过反应制备；反应属放热过程，由于二硫化碳的饱和蒸汽压随温度上升而迅猛上升，冷却操作不当会发生剧烈爆炸；反应过程中有主副反应的竞争，必须设法抑制副反应，然而主反应的活化能较高，又期望较高的反应温度。
如此多种因素交织在一起，使本间歇反应具有典型代表意义。
在叙述工艺过程之前必须说明，选择某公司有机厂的硫化促进剂间歇反应岗位为参照，目的在于使本仿真培训软件更具有工业背景，但并不拘泥于该流程的全部真实情况。
为了使软件通用性更强，对某些细节作了适当的变通处理和简化。
有机厂缩合反应的产物是橡胶硫化促进剂DM的中间产品。
它本身也是一种硫化促进剂，称为M，但活性不如DM。
DM是各种橡胶制品的硫化促进剂，它能大大加快橡胶硫化的速度。
硫化作用能使橡胶的高分子结构变成网状，从而使橡胶的抗拉断力、抗氧化性、耐磨性等加强。
它和促进剂D合用适用于棕色橡胶的硫化，与促进剂M合用适用于浅色橡胶硫化。
本间歇反应岗位包括了备料工序和缩合工序。
基本原料为四种：硫化钠（Na2S）、硫磺（S）、邻硝基氯苯（C6H4ClNO2）及二硫化碳（CS2）。
备料工序包括多硫化钠制备与沉淀，二硫化碳计量，邻氯苯计量。
1．多硫化钠制备反应此反应是将硫磺（S）、硫化钠（Na2S ）和水混合，以蒸汽加热、搅拌，在常压开口容器中反应，得到多硫化钠溶液。
反应时有副反应发生,此副反应在加热接近沸腾时才会有显著的反应速度。
因此，多硫化钠制备温度不得超过85℃。
多硫化钠的含硫量以指数n表示。
实验表明，硫指数较高时，促进剂的缩合反应产率提高。
但当n增加至4时，产率趋于定值。
此外，当硫指数过高时，缩合反应中析出游离硫的量增加，容易在蛇管和夹套传热面上结晶而影响传热，使反应过程中压力难于控制。
所以硫指数应取适中值。
2．二硫化碳计量二硫化碳易燃易爆，不溶于水，密度大于水。
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本间歇反应的物料特性差异大；多硫化钠需要通过反应制备；反应属放热过程，由于二硫化碳的饱和蒸汽压随温度上升而迅猛上升，冷却操作不当会发生剧烈爆炸；反应过程中有主副反应的竞争，必须设法抑制副反应，然而主反应的活化能较高，又期望较高的反应温度。
如此多种因素交织在一起，使本间歇反应具有典型代表意义。
在叙述工艺过程之前必须说明，选择某公司有机厂的硫化促进剂间歇反应岗位为参照，目的在于使本仿真培训软件更具有工业背景，但并不拘泥于该流程的全部真实情况。
为了使软件通用性更强，对某些细节作了适当的变通处理和简化。
有机厂缩合反应的产物是橡胶硫化促进剂DM的中间产品。
它本身也是一种硫化促进剂，称为M，但活性不如DM。
DM是各种橡胶制品的硫化促进剂，它能大大加快橡胶硫化的速度。
硫化作用能使橡胶的高分子结构变成网状，从而使橡胶的抗拉断力、抗氧化性、耐磨性等加强。
它和促进剂D合用适用于棕色橡胶的硫化，与促进剂M合用适用于浅色橡胶硫化。
本间歇反应岗位包括了备料工序和缩合工序。
基本原料为四种：硫化钠（Na2S）、硫磺（S）、邻硝基氯苯（C6H4ClNO2）及二硫化碳（CS2）。
备料工序包括多硫化钠制备与沉淀，二硫化碳计量，邻氯苯计量。
1．多硫化钠制备反应此反应是将硫磺（S）、硫化钠（Na2S ）和水混合，以蒸汽加热、搅拌，在常压开口容器中反应，得到多硫化钠溶液。
反应时有副反应发生,此副反应在加热接近沸腾时才会有显著的反应速度。
因此，多硫化钠制备温度不得超过85℃。
多硫化钠的含硫量以指数n表示。
实验表明，硫指数较高时，促进剂的缩合反应产率提高。
但当n增加至4时，产率趋于定值。
此外，当硫指数过高时，缩合反应中析出游离硫的量增加，容易在蛇管和夹套传热面上结晶而影响传热，使反应过程中压力难于控制。
所以硫指数应取适中值。
2．二硫化碳计量二硫化碳易燃易爆，不溶于水，密度大于水。
因此，可以采用水封隔绝空气保障安全。
同时还能利用水压将储罐中的二硫化碳压至高位槽。
高位槽具有夹套水冷系统。
3．邻硝基氯苯计量邻硝基氯苯熔点为31.5℃，不溶于水，常温下呈固体状态。
为了便于管道输送和计量，必须将其熔化，并保存于具有夹套蒸汽加热的储罐中。
计量时，利用压缩空气将液态邻硝基氯苯压至高位槽，高位槽也具有夹套保温系统。
4．缩合反应工序缩合工序历经下料、加热升温、冷却控制、保温、出料及反应釜清洗阶段。
邻硝基氯苯、多硫化钠和二硫化碳在反应釜中经夹套蒸汽加入适度的热量后，将发生复杂的化学反应，产生促进剂M的钠盐及其副产物。
缩合反应不是一步合成，实践证明还伴有副反应发生。
缩合收率的大小与这个副反应有密切关系。
当硫指数较低时，反应是向副反应方向进行。
主反应的活化能高于副反应，因此提高反应温度有利于主反应的进行。
但在本反应中若升温过快、过高，将可能造成不可遏制的爆炸而产生危险事故。
保温阶段之目的是尽可能多地获得所期望的产物。
为了最大限度地减少副产物的生成，必须保持较高的反应釜温度。
操作员应经常注意釜内压力和温度，当温度压力有所下降时，应向夹套内通入适当蒸汽以保持原有的釜温、釜压。
缩合反应历经保温阶段后，接着利用蒸汽压力将缩合釜内的料液压入下道工序。
出料完毕，用蒸汽吹洗反应釜，为下一批作业做好准备。
本间歇反应岗位操作即告完成。
二、流程图说明间歇反应工艺流程图6-1说明如下。
图6-1 间歇反应流程图画面R1是敞开式多硫化钠反应槽。
用手操阀HV-1加硫化钠（假定是流体，以便仿真操作），用手操阀HV-2加硫磺（假定是流体，以便仿真操作），用手操阀HV-3加水，用HV-4通入直接蒸汽加热。
反应槽设有搅拌，其电机开关为M01。
反应槽液位由H-1指示，单位是米（m），温度由T1指示。
R1中制备完成的多硫化钠通过泵M3打入立式圆桶形沉淀槽F1。
液位由H-2指示，单位m。
经沉淀的多硫化钠清液从F1沉淀层的上部引出，通过泵M4及出口阀V16打入反应釜R2。
F1中的固体沉淀物从底部定期排污。
F2是邻硝基氯苯原料的卧式储罐。
为了防止邻硝基氯苯在常温下凝固，F2设有蒸汽夹套保温。
物料液位由H-4指示，单位m。
F2顶部设压缩空气管线，手操阀HV-5用于导入压缩空气，以便将邻硝基氯苯压入高位计量槽F4。
F2顶还设有放空管线和放空阀V6，当压料完成时泄压用。
插入F2罐底的管线连接至邻硝基氯苯计量槽F4的顶部。
手操阀HV-7用于调节邻硝基氯苯上料流量。
F4设料位指示H-5，单位m。
F4顶有通大气的管线，防止上料及下料不畅。
F4的1.2 m高处设溢流管返回收罐，用于准确计量邻硝基氯苯。
F4亦用蒸汽夹套保温。
下料管经阀门V12和V15连接反应釜R2。
为防止邻硝基氯苯凝固堵管，设蒸汽吹扫管线，V11为吹扫蒸汽阀门。
F3是二硫化碳原料的卧式储罐。
为了防止二硫化碳挥发逸出着火爆炸，利用二硫化碳比水重且不溶于水的特性，F3设有水封。
二硫化碳液位由H-6指示，单位m。
F3顶部设自来水管线，手操阀HV-9用于导入有压自来水，以便将二硫化碳压入高位计量槽F5。
F3顶还设有泄压管线和泄压阀V8，当压料完成时泄压用。
插入F3罐底的管线连接至二硫化碳计量槽F5的顶部。
手操阀HV-10用于调节二硫化碳上料流量。
F5设料位指示H-7，单位m。
F5顶有通大气的管线，防止上料及下料不畅。
F5的1.4 m高处设溢流管返回收罐，用于准确计量二硫化碳。
F5用冷却水夹套降温，防止二硫化碳挥发逸出燃烧爆炸。
下料管经阀门V14和V15连接反应釜R2。
为防止下料管线温度高导致二硫化碳挥发逸出，设冷却水管线，V13为冷却水阀门。
反应釜R2是本间歇反应的主设备。
为了及时观察反应状态，R2顶部设压力表P，单位MPa。
设釜内温度表T，单位℃，料位计H-3，单位m。
反应釜夹套起双重作用。
在诱发反应阶段用手操阀门HV-17通蒸汽加热；在反应诱发后用手操阀门HV-18通冷却水降温。
反应釜内设螺旋蛇管，在反应剧烈阶段用于加强冷却，冷却水手操阀门为HV-19。
冷却水管线与多级高压水泵出口相连。
高压泵出口阀为V25，电机开关为M05。
插入反应釜底的出料管线经阀门V20至下一工序。
为了防止反应完成后出料时硫磺遇冷堵管，自V20至釜内的管段由阀门V24引蒸汽吹扫。
自V20至下工序的管段由阀门V22引蒸汽吹扫。
阀门V23引蒸汽至反应釜上部汽化空间，用于将物料压至下工序。
釜顶设放空管线，手操阀门HV-21为放空阀。
V26是反应釜的安全阀。
温度计T2、T3分别为夹套与蛇管出水测温计。
软件各画面（见图6-1、图6-2和图6-3）中的设备、阀门及仪表分列如下。
1．工艺设备R1 多硫化钠制备反应器 R2 缩合反应釜F1 多硫化钠沉淀槽 F2 邻硝基氯苯储罐F3 二硫化碳储罐 F4 邻硝基氯苯计量槽F5 二硫化碳计量槽 M1 多硫化钠制备反应器搅拌电机M2 缩合反应釜搅拌电机 M3 多硫化钠输送泵1电机M4 多硫化钠输送泵2电机 M5 高压水泵电机2．指示仪表P 反应釜压力 MPa T 反应釜温度℃T1 多硫化钠制备反应温度℃ T2 夹套冷却水出口温度℃T3 蛇管冷却水出口温度℃ H-1 多硫化钠制备反应器液位 mH-2 沉淀槽液位 m H-3 缩合釜液位 mH-4 邻硝基氯苯储罐液位 m H-5 邻硝基氯苯计量槽液位 mH-6 二硫化碳储罐液位 m H-7 二硫化碳计量液位 mPS 主蒸汽压力 MPa PW 冷却水压力 MPaPG 压缩空气压力 MPa PJ 当夹套加热时蒸汽压力 MPaCD 主产物浓度 mol/L CE 副产物浓度 mol/L 3．手操器HV-1 液态硫化碱阀 HV-2 液态硫阀HV-3 水阀 HV-4 蒸汽加热阀HV-5 压缩空气阀 HV-7 邻硝基氯苯储罐出口阀HV-9 自来水阀 HV-10 二硫化碳储罐出口阀HV-17 夹套蒸汽加热阀 HV-18 夹套水冷却阀HV-19 蛇管水冷却阀 HV-21 反应釜放空阀4．开关与快开阀门V6 邻氯苯储罐泄压阀 V8 二硫化碳储罐泄压阀V11 蒸汽预热阀 V12 邻硝基氯苯计量槽下料阀V13 自来水冷却阀 V14 二硫化碳计量槽下料阀V15 反应釜进料阀 V16 反应釜进料阀V20 反应釜出料阀 V22 蒸汽预热阀V23 蒸汽压料阀 V24 反应釜蒸汽清洗阀V25 高压水泵出口阀 V26 反应釜安全阀M01 多硫化钠反应器搅拌开关 M02 缩合反应釜搅拌开关M03 沉淀槽进料（多硫化钠）泵开关 M04 缩合反应釜进料（多硫化钠）泵开关 M05 高压冷却水泵开关 FTG 事故通管开关FBL 事故补料开关5．报警限说明反应温度超高高限紧急报警 T > 160 ℃ (>HH)反应压力高限报警 P > 0.8 MPa (H)反应压力高高限报警 P > 1.2 MPa (HH)反应釜液位高限报警 H-3 > 2.7 m (H)多硫化钠反应温度高限报警 T1 > 85 ℃ (H)邻硝基氯苯储罐液位 H-4 < 1.2 m (L)二硫化碳储罐液位 H-6 < 1.3 m (L)图6-2 指示控制画面之一图6-3 指示控制画面之二三、操作说明1.准备工作检查各开关、手动阀门是否关闭。
2．多硫化钠制备①打开硫化碱阀HV-1，向多硫化钠制备反应器R1注入硫化碱，使液位H-1升至0.4m，关闭阀HV-1.②打开熔融硫阀HV-2，向多硫化钠制备反应器R1注入硫磺，液位H-1升至0.8m,关闭HV-2。
③打开水阀HV-3，使多硫化钠制备反应器R1液位H-1升至1.2m，关闭HV-3。
④开启多硫化钠制备反应器搅拌电机M1开关M01。
⑤打开多硫化钠制备反应器R1蒸汽加热阀HV-4，使温度T1上升至81~84℃（升温需要一定时间，可利用此时间差完成其他操作）。
保持搅拌5分钟（实际为3小时）。
注意当反应温度T1超过85℃时将使副反应加强，此种情况会报警扣分。
⑥开启多硫化钠输送泵M3的电机开关M03，将多硫化钠料液全部打入沉淀槽F1，静置5分钟（实际为4小时）备用。
3．邻硝基氯苯计量备料①检查并确认通大气泄压阀V6是否关闭。
②检查并确认邻硝基氯苯计量槽F4下料阀V12是否关闭。
③打开上料阀HV-7。
④开启并调整压缩空气进气阀HV-5。
观察邻硝基氯苯计量槽F4液位H-5逐渐上升，且邻硝基氯苯储罐液位H-4略有下降，直至计量槽液位H-5达到1.2m。
由于计量槽装有溢流管，液位一旦达到此高度将不再上升。
但如果不及时关闭HV-7，则储罐液位H-4会继续下降。
注意储罐液位下降过多，将被认为操作失误而扣分。
⑤压料完毕，关闭HV-7及HV-5。
打开泄压阀V6。
如果忘记打开V6，会被认为操作失误而扣分。