催化反应工程华东理工大学第五章2环氧乙烷合成反应器

rR C C r 2 H 4 C C r 2 O 0 ,K bT w c T e T r r ,K b sT w c T S e s T r r S
其中，
11t K bc w s
A A m i 1f A A 0 i R C
K 1b sc1w ss t A A m i 1f A A 0 i R C
模型参数的计算公式
径向弥散混合系数计算公式：
Der1[011u9.4dpdp/dl 2]
流－固相传质系数计算公式：
ReP 100
JD
kg f G
fD B 2/3R 0.70 p.8 e6 25 R 0.3 0 p.3 e6 865
0.01Rep
DpG15000
模型参数的计算公式
y C Z 2O P m ,C e 2 O 2 y C 22O 1 y C 2 O D C 2O a y C 2O y C s2O
Z Pte f 221 s
反应器模型－二维非均相
固相方程（无因次化）
y y f C 2H 4
s C 2H 4
ug c P T le r r 2 T 2 1 r T r sS eT T S
反应器模型－二维非均相
固相方程
k g , C 2 H 4 S e C C 2 H 4 C s C 2 H 4 b C O 1 r 1 C R O 2 r 2
k g , C 2 S e C O C 2 C O s C 2 O b 2 C O 2 r 2 R
Pte feL r /R2CPNT
Ptsee sr/R2 sSe
BfiKbcR/er
BsiKbscR/
s er
D C 2 H 4 a k g ,C 2 H 4S eL/Z Pg T R TN D C2a O kg ,C2S O eL/P Zg T R TN
fC 2 H 4C Or iR b Z i g T R /P g ,C 2 k H 4S e
s S eT T Sb i 1 ,2 C O i R H ir ie s r 2 r T 2 s 1 r T r s
反应器模型－二维非均相
边界条件
l 0
r 0
C C 2 H 4 C C o 2 H 4 ,C C 2 O C C o2 ,T O T o
C C 2H 4 C C2O 0 , T T s0 r r r r
反应器模型－二维非均相
将上述数学模型无因次化，无因次准数为
yC 2H 4ZC 2 C H 4R gT/P
yC2O ZC C 2O R gT/P
T/T0
yC s2H 4 ZC sC 2H 4R gTs/P
yC2O ZC sC 2O RgTs/P
s Ts/T0
Zl/L
r/R
P m ,C e 2 H f4 D e,C r 2 H 4 L/Z P g T R 2 N R TP m ,C e f2O D e,C r2L O/Z P g T R 2 N R T
fC 2 O 2 C O 2 r 2 R b Z g T R /P g ,C 2 k S O e
i 1 ,2
sSeL/CPNT
b C O iR H ir i/ sS e T 0 i 1 ,2
反应器模型－二维非均相
气相方程（无因Βιβλιοθήκη Baidu化）
y C Z 2 H 4 P m ,C 2 H e 4 2 y C 2 2 H 4 1 y C 2 H 4 D C 2 H 4a y C 2 H 4 y C s 2 H 4
C 2H 4
yC2 OyC s 2 OfC2 O
s Ptse 2 2s1sR
反应器模型－二维非均相
边界条件（无因次化）
Z0 0
y C 2 H 4 y C o 2 H 4,y C 2O y C o2,O 1
yC 2H 4
y C 2O 0, s 0
1
y C 2 H 4 y C 2 O 0 ,w B f i,w s B s i s
流－固相传热系数计算公式：
JHcpG s C pf2/32R .8pe 760R .30 p.e3 0523
0.01Rep
DpG15000
管外沸腾水给热系数计算方法
0.7
f
3
Q Au
P0.15 f
模型的数值求解
（1）预测公式
y y j1 2 C 2H 4,i
j C 2H 4,i
Z/2
Pm ,C e2H 4 yC j 2H 1 24,i 12y C j 2H 1 2 24,iyC j 2H 1 24,i 1i 1yC j2H 4,i 2 1 yC j2H 4,i 1
已知条件
反应器内径 8.034m
反应管 φ45×3.5mm
高度 8m 管数 15431根
入口压力 1.89MPa
入口温度 178℃
沸腾水压力 2.4252MPa 温度 223℃
反应器入口气量 818845Nm3/h
反应器入口气体组成
组 分 C2H4 O2
EO CO2 H2O CH4
Ar
N2
产量/t.d-1 750.2 选择性/% 82.03
ΔP/MPa 0.189
3. 二维模型环氧乙烷反应器
气相方程
u l C 2 H 4 C D e , C 2 H r 4 2 C r C 2 2 H 4 1 r C C r 2 H 4 k g , C 2 H 4 S e C C 2 H 4 C C s 2 H 4 u l C 2 C O D e , C r 2 O 2 C r C 2 2 O 1 r C C r 2 O k g , C 2 S e O C C 2 O C C s2O
C2H6
摩尔分 0.30 0.08 0.0001 0.05 0.005 0.5086 0.0527 0.0014 0.0022 率
计算结果
体积/m3 140.0
入口温度/℃ 178
热点温度/℃ 231.9 出口温度/℃ 230.2 yout /% C2H4 27.90 EO 1.97 CO2 5.91