化工反应器基本理论
反应器(化工设备操作维护课件)
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2023/10/13
表 釜式反应器常见故障与处理方法
故障 搅拌轴转数降 低或停止转动
搪瓷搅拌器脱 落 出料不畅
产生原因 皮带打滑 皮带损坏 电机故障 被介质腐蚀
出料管堵塞 压料管损坏
处理方法
调整皮带 更换皮带 修理或更换电机 更换搪瓷轴或修 补 清理出料管 修理或更换配管
2、特点：反应过程伴有传热、传质和反应物的流动过程。 物理与化学过程相互渗透影响，反应过程复杂化。
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2023/10/13
§1-2 反应器的类型
• 反应器的类型： 釜式反应器 管式反应器
操作方式 材料 操作压力 绝热管式
换热管式
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2023/10/13
2023/10/13
b. 机械密封
机械密封 结构较复 杂，但密 封效果甚 佳。
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2023/10/13
4、换热装置
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 环式等，也可用回流冷凝式、直接火焰或电感加热。
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2023/10/13
第六章 反应器
第二节 釜式反应器
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2023/10/13
§2-1 反应釜基本结构
（一）基本结构：
壳体 密封装置 换热装置 传动装置
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2023/10/13
1、搅拌釜式反应器的壳体结构
壳体结构：一般为碳钢材 料，筒体皆为圆筒型。釜 式反应器壳体部分的结构 包括筒体、底、盖（或称 封头）、手孔或人孔、视 镜、安全装置及各种工艺 接管口等。
化工厂装置工作原理解析
化工厂装置工作原理解析化工厂是生产化学产品的重要场所，其中的装置是实现化学反应和物质转化的关键设备。
本文将对化工厂装置的工作原理进行解析，以帮助读者更好地理解化工生产过程。
一、反应器的工作原理反应器是化工生产中最常见的装置之一，用于进行化学反应。
反应器的工作原理主要包括反应物的混合、反应过程的控制和产物的分离。
首先，反应物的混合是反应器工作的基础。
在反应器内，不同的反应物需要充分混合才能进行有效的反应。
为了实现这一目的，反应器通常采用搅拌或循环流动的方式，使反应物均匀分布，增加反应速率。
其次，反应过程的控制是反应器工作的关键。
不同的反应需要不同的温度、压力和反应时间等条件。
通过控制这些参数，可以调节反应速率和产物的选择性。
例如，高温和高压条件下进行的催化反应可以提高反应速率，而低温条件下进行的反应可以增加产物的选择性。
最后，产物的分离是反应器工作的最后一步。
在反应结束后，需要将产物与副产物或未反应的物质分离。
常见的分离方法包括蒸馏、结晶、浸出等。
这些方法根据产物的性质和需求进行选择，以实现高纯度的产物提取。
二、蒸馏塔的工作原理蒸馏塔是一种常用的分离装置，广泛应用于化工生产中。
它的工作原理基于液体的沸点差异，通过加热和冷却来实现液体混合物的分离。
蒸馏塔内部通常包含填料或板式结构，用于增加接触面积，促进液体相和气体相的交换。
当混合液体加热到其中一种组分的沸点时，该组分会蒸发成气体，经过填料或板式结构上升。
然后，冷却器中的冷却剂将气体冷却并凝结成液体，进一步分离出纯净的组分。
蒸馏塔的分离效果受到多种因素的影响，如温度、压力、填料种类和塔的结构等。
通过调节这些参数，可以实现不同组分的分离和纯化。
三、过滤器的工作原理过滤器是用于分离固体颗粒和液体的装置，常见于化工生产中的固液分离过程。
过滤器的工作原理基于滤料的孔隙结构和压力差。
当混合物通过过滤器时，固体颗粒被滤料阻挡，而液体则通过滤料孔隙流过。
过滤器的滤料可以是纸张、布料、陶瓷等不同材质。
化工基础 第八章 典型反应器
（10）滴流床反应器
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。
3 根据温度条件和传热方式分类 （1）根据温度条件分：等温、非等温式反应器。 （2）根据传热方式分：
绝热式：不与外界进行热交换； 外热式：由热载体供给或移走热量，
又有间壁传热式、直接传热式、外循环传热式之分。 蒸发传热式：靠挥发性反应物、产物、溶剂的蒸发移除热量。
直叶和弯曲叶。涡轮搅拌器速度较大，300～600r／min。
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、悬浮液等。
C、推进式搅拌器
推进式搅拌器，搅拌时能使物料在反应釜内循环流动，所起作用以容积循环 为主，剪切作用较小，上下翻腾效果良好。当需要有更大的流速时，反应釜内设 有导流筒。
第八章 典型反应器
§8.1 概述
任何化学品的生产，都离不开三个阶段：原料预处理、化学反应、产品精制。 化学反应过程是化工生产过程的核心。 物理过程的原理和操作设备——《流体流动与传热》和《传质与分离技术》。 化学反应过程的原理和反应设备——《化学反应过程与设备》，属于化学反 应工程的范畴。 1 研究目的 研究目的：使化学工业生产中的反应过程最优化。 （1）设计最优化：由给定的生产任务，确定反应器的型式和适宜的尺寸及 其相应的操作条件。 （2）操作最优化：在反应器投产运行之后，还必须根据各种因素和条件的 变化作相应的修正，以使它仍能处于最优的条件下操作。 2 研究内容 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。 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。 流动、传递过程对反应的影响 处理整个反应工程的问题需要具备三个方面的知识（三传一反）： a. 化学反应的规律（反应动力学）； b. 传递过程的规律（质量、热量和动量的传递）； c. 上述两者的结合。 3 研究作用 （1）反应器的合理选型
反应器基本理论课件
• 反应器概述 • 反应器的基础理论 • 反应器的类型与选择 • 反应器的操作与优化
反器概述
01
反应器的定义和分类
分类
连续反应器（Continuous Reactor）：反应物以稳定流速连 续加入，产物也连续流出。
定义：反应器是一种用于进行化 学反应的设备或系统，通过控制 反应条件来促进化学反应的进行， 并获取所需的产物。
批式反应器（Batch Reactor）： 反应物一次性加入，反应完成后 产物一次性取出。
半连续反应器（Semi-Batch Reactor）：反应物一部分连续加 入，一部分批次加入。
反应器在化工流程中的地位
01
02
03
核心设备
反应器是化工流程中的核 心设备之一，直接影响产 品质量和生产效率。
反应条件控制
评估指标
评估反应器性能的主要指标包括反应器的转化率、选择性、产率等。此外，还需关注反应器的能耗、设备寿命、 操作稳定性等方面的指标。在实际应用中，需根据具体反应体系和需求，综合权衡各方面因素，选择最适合的反 应器类型和设计参数。
04
反器的操作
化
反应器的稳态操作
稳态操作定义
指的是反应器在连续、稳 定的状态下进行操作，各 参数不随时间变化。
适用场景
非均相反应器适用于涉及固-液、固气等反应体系的反应过程，如催化裂 化、气体吸附等。
反应器的选择与评估
选择因素
在选择反应器时，需要考虑反应物的性质、反应条件、产物要求等因素。例如，对于快速反应，宜选择均相反应 器；对于慢反应，宜选择非均相反应器。同时，还需考虑反应器的传热、传质性能，设备的投资与运行成本等因 素。
非理想流动模型
分析实际反应器中可能出现的非理想流动现象，如返混、死区等， 以及这些现象对反应器性能的影响。
化工工艺中的反应器设计原理
化工工艺中的反应器设计原理引言在化工领域中，反应器是实施化学反应的关键设备。
反应器的设计原理直接影响反应的效率、产品质量以及能源消耗等方面。
本文将从反应器的类型、反应动力学、传热与传质以及反应器的尺度放大等方面，探讨化工工艺中的反应器设计原理。
一、反应器的类型反应器的类型多种多样，常见的包括批量反应器、连续流动反应器以及半批量反应器等。
批量反应器适用于小规模生产和实验室研究，连续流动反应器适用于大规模连续生产，而半批量反应器则结合了两者的优点。
不同类型的反应器在设计原理上存在差异，需要根据具体情况选择合适的类型。
二、反应动力学反应动力学研究反应速率与反应物浓度、温度、压力等因素之间的关系。
了解反应的动力学特性对反应器的设计至关重要。
在反应动力学的基础上，可以确定反应的最佳温度、反应物的进料浓度以及反应器的体积等参数，从而提高反应效率和产品质量。
三、传热与传质在反应器中，传热与传质是不可忽视的因素。
传热与传质的效果直接影响反应速率和反应物的分布。
常用的传热方式包括对流传热、辐射传热和传导传热，而传质则通过扩散和对流等方式进行。
在反应器设计中，需要考虑传热与传质的方式和效果，选择合适的传热与传质设备，以提高反应的效率和产物的纯度。
四、反应器的尺度放大从实验室到工业生产，反应器的尺度放大是一个重要的过程。
在尺度放大过程中，需要考虑反应器的动力学特性、传热与传质效果以及设备的可行性等因素。
合理的尺度放大设计可以保证反应器在大规模生产中的稳定性和效率。
五、反应器的安全性设计反应器的安全性设计是化工工艺中的重要环节。
在设计中，需要考虑反应器的压力、温度、反应物的性质以及可能的副反应等因素，以确保反应器的运行安全。
采用合适的安全措施，如压力释放装置、温度控制装置和反应物泄漏检测装置等，可以有效降低事故风险。
六、反应器的优化设计反应器的优化设计旨在提高反应效率、降低能源消耗和改善产品质量。
常用的优化方法包括反应条件的调整、催化剂的选择以及反应器结构的优化等。
化工原理中的反应器设计与操作
化工原理中的反应器设计与操作在化工原理中，反应器设计与操作是一项十分重要且复杂的任务。
反应器是化学反应进行的关键设备，其设计合理与否直接影响着反应效果和产物质量。
本文将介绍反应器设计与操作的基本原理和常用方法。
一、反应器设计的基本原理反应器设计的主要目标是实现反应的高效与安全，确保产物的质量和数量得到满足。
在设计反应器时，一般需要考虑以下几个方面的因素。
1. 反应动力学反应动力学是了解反应速率与反应条件（如温度、压力等）之间关系的重要理论基础。
通过反应动力学的研究，可以确定反应器的尺寸和操作参数，以实现所需的反应速率和产物收率。
2. 反应热学反应过程中常伴随着吸热或放热现象，这将对反应器的操作和安全性造成影响。
通过对反应热学的研究，可以估算反应热量的大小，设计合适的冷却设备以控制反应温度，并采取必要的安全措施。
3. 反应物料的选择和物料平衡反应器中的反应物料选择合适，能够改善反应效果。
在设计反应器时，需要进行物料平衡计算，确保反应物料的进出口量满足反应方程式的要求，避免物料的浪费和产物的污染。
4. 反应器的类型选择根据反应条件和需求，可以选择不同类型的反应器，如批量反应器、连续流动反应器、固定床反应器等。
每种反应器都有其适用的场合和特点，需要根据具体情况来选择。
二、常用的反应器设计方法反应器的设计方法有多种，根据具体的需求和反应条件选择合适的方法进行设计。
1. 理论计算法理论计算法是最常用的反应器设计方法之一，它基于反应动力学和物料平衡原理，通过数学模型和计算方法，推导出反应器的尺寸和操作参数。
这种方法需要准确的反应动力学和物料数据作为输入，相对精确但较为繁琐。
2. 经验法经验法是反应器设计的一种简化方法，它基于过去的经验和实验数据，通过调整参数和模型的经验常数来估计反应器的尺寸和操作参数。
这种方法快速简便，但其结果依赖于经验数据的准确性。
3. 缩尺实验法缩尺实验法是指在较小的实验装置中进行反应试验，并根据试验结果进行反应器的设计。
化工第五章化学反应
2.按操作方法分类：
可分为间歇、半间歇、连续式三种。
操作特点：原料一次加入，经过一定时间后，反应产物一次卸出。 间歇反应器 生产特征：反应程度和反应物的性质均随时间而变化。 操作特点：一种原料一次加入，另外的反应物以一定的 速度连续地加入，反应后将产物全部卸出。 生产特征：反应程度和反应物的性质均随时间而变化。
反应器选型、 设计和优化
数学 模型
流动 模型
对实际过程 的简化
反应器中的 流动状况影 响反应结果
建立模型的 基本方法
理想 模型
非理想 模型
理想气体 状态方程
二、化学反应器的分类：
1.按反应器的结构型式分类： 这种分类的实质是按传递特性分类，反映出不 同的反应器中最基本的传递过程的差别。按 反应器的结构特征，常见的工业反应器可分 为釜式、管式、塔式。固定床式、流化床式 和移动床式。 书141页图
rA=k
cA x A k
xA kcA0( 1 x A ) cA0 cA 1 xA
反应体积VR是指反应物料在反应器中所占的体积
VR=qv (τ+τ′)
实际操作时间=反应时间(τ) + 辅助时间 (τ’)
上式称为反应器的设计方程，代入动力学方程积分就可算出 t。 若动力学方程复杂，可采用数值积分或图解积分。
原料 产物
物理处理
化学处理
物理处理
循环
第一节
一、化学反应工程学：
概述
1.化学反应工程发展概况： 远在古代，人们就开始利用化学反应，如陶器的制作、 酒与醋的酿造、金属的冶炼以及炼丹、造纸等等，然而， 这些生产过程直到上世纪五十年代还未形成一门独立的学 科，其原因是由于人类还没有能够从种类繁多、看起来似 乎毫不相干而又变化多端的反应过程中，认清它们的共同 规律。 科学技术的发展，特别是二战后石油化工的发展，对化 学反应器的设计产生了迫切要求，而化学动力学研究的进 展和化工单元操作方面的理论和实践经验的日趋成熟，才 使这类问题的系统解决有了可能。
化工原理 第七、八章 化学反应器超详细讲解
v
对第一釜有：
v
对第二釜有：
................................................................................ .
对第n釜有： 式中：CAn——第n釜的出口浓度,是从1→n逐釜降为CAn的, 第n釜中的浓度变化量为CAn-1-CAn 。 xAn—第n釜的出口转化率, 是从1→n釜, 逐釜升至xAn 的, 第n釜中的转化率为xAn-xAn-1。 1.解析法：适用于已知动力学方程及N、VRi、Ti、v0的 反应体系
∵ dCA=-CA0*dxA
x
2.定义 注意：V—反应物体积，V0 —起始反应物体积，Vx—转化率为xA时 的反应物体积；VR—反应器有效容积；VT —反应器总容积。
§7-2 间歇操作搅拌釜式反应器——间歇釜
一、间歇釜的特点
1.间歇操作，存在装料、调温、出料、清洗等辅助时间t`。 2.釜内CA, xA, (-rA)～t反变化，但不随位置变化。 3.各物料微团的 t停 都相等。
(-rA)*dVR= -dFA= v0CA0dx
管式反应器基本设计方程
tS=VR/v0—空间时间
tS=VR/v0—空间时间
变容过程：当Δν﹥0，分子数增加,使t停﹤tS (VR=10m3, v0=2m3/s,则tS=5 s,但由于体积膨胀使 t停↓，使物料不到5s 就离开了反应器)；当Δν﹤0，分子数减少，使t停﹥tS 。
2.对非定容的气相反应（不作要求）
而 ∴需先找到(-rA)~xA关系，即先找CA~xA关系： ∵CA=nA/V ∴要找 nA~xA和 V~xA关系, 而nA=nA0(1-xA) 而V~nT~xA，先找nT~xA 摩尔数、反应体系体积。 对于变容(气体)反应： 以A为关键组分, 以xA表示反应的转化率, 则反应表示为：
化工工程中的反应器设计
化工工程中的反应器设计一、引言反应器是化工工程中至关重要的设备之一，其设计对于反应过程的效率和产品质量有着重要影响。
本文将介绍化工工程中反应器设计的基本原理、常见类型和设计考虑因素。
二、基本原理1. 反应器的定义反应器是一种将化学物质转化为所需产物的装置，通过控制反应条件来实现化学反应过程。
2. 反应速率反应速率是衡量反应器效率的关键指标，它取决于反应物浓度、温度、压力和催化剂等因素。
3. 反应平衡在某些反应中，反应物和产物达到一种动态的平衡状态。
反应器的设计要考虑达到最佳平衡转化率的条件。
三、常见类型的反应器1. 批量反应器批量反应器是最简单的一种反应器类型，适用于小规模实验和生产过程。
其特点是一次放入反应物，反应完成后停止并取出产物。
2. 流动床反应器流动床反应器适用于气固相反应，反应物通过固体催化剂床层流动，在一定温度和压力条件下进行反应。
3. 搅拌槽反应器搅拌槽反应器是最常见的反应器类型之一，通过机械搅拌来保持反应物和催化剂的均匀混合，以促进反应。
4. 管式反应器管式反应器是一种高效的连续反应器，反应物通过管道在一定温度和压力下流动，实现反应过程。
四、反应器设计考虑因素1. 反应速率和转化率根据反应速率和预期转化率，确定反应器的尺寸和形状，以确保反应过程的效率和产物质量。
2. 反应物的选择和浓度选择适当的反应物和浓度，以实现理想的反应条件和产物选择性。
3. 温度和压力根据反应的热力学和动力学条件，确定反应器的温度和压力，以提高反应速率和转化率。
4. 催化剂选择和加载根据反应的需求，选择合适的催化剂，并确定催化剂的加载方式和量。
5. 设计安全性考虑反应器设计的安全性，包括防火、防爆和溢流等措施，以确保操作过程的安全。
五、结论反应器设计是化工工程中关键的一环，其设计直接影响反应过程的效率和产品质量。
在进行反应器设计时，需要考虑反应速率、转化率、温度、压力、催化剂选择和安全性等因素，以实现最佳的反应过程和产物品质。
化工反应器的设计原理及应用
化工反应器的设计原理及应用化工反应器是化学反应过程中必不可少的一环，它是将反应物转化成所需产品的关键设备之一。
反应器的设计是一个很重要的环节，其中需要考虑材料的选择、装置的结构、物料的流动、传质与传热等因素。
本文将重点介绍化工反应器的设计原理及应用。
一、反应器的类型反应器根据一些特定的特征可以分为很多种类，这些特征包括：技术类型（如批量或连续反应），运动状态（如混合或不混合状态），结构类型（如管式或搅拌反应器）等等。
其中，管式反应器，批量反应器和连续反应器是常用的类型。
管式反应器是由一系列的管子组成的，它们都是相联的，在其中的反应通过自然对流和对流传热来实现，此时管式反应器的温度分布很难进行控制。
批量反应器是暂态反应器，它在反应结束后进行放料，由此，该类型的反应器通常用于小规模实验室。
连续反应器是一种在短时间内承载大量反应的大型反应器，涉及物料的流动问题和升温的问题。
这种反应器经常被用于生产工艺中。
二、反应器的设计正确认识反应器的设计是实现良好反应结果的必要前提，反应器设计准确度和质量关系到整个工艺流程的效率和经济效益。
常见的反应器设计原理包括通过分层的方法进行设计、控制选定的反应物料、选好的反应器外界条件等。
分层原理是指将反应器设计成不同的层，每一层内需要的条件和每一层反应的产物不同。
这样做的好处是可以更好地控制反应过程。
反应物料的选择需要具备相应的物理或化学性质。
通常，选择反应物时要考虑能够形成化学反应、能够达到所需的反应过程和能够达到所需的目标物质的纯度等。
对于外界条件的控制可以采用加热或降温方法，同时要注意加入适量的催化剂，以提高反应速率。
另外，反应器的物料流动性和传热性也十分重要，需要根据具体情况考虑流动方式和传热方式。
三、反应器的应用化工反应器广泛应用于制药、化妆品、食品、化学工程、生物工程和环保工程等诸多领域。
其中，常用反应器有塔式反应器、中空纤维反应器、污染物催化氧化反应器等。
塔式反应器是一种在垂直方向上流动的反应器，内部设有卡板，可以保证物料的均匀混合和相互接触，排出反应口气，是气相反应的一个经典例子。
常见化工设备基本原理及检修
常见化工设备基本原理及检修化工设备是指用于生产化工产品的各种设备和装置。
常见的化工设备包括反应器、蒸馏塔、分离器、混合器、搅拌器、换热器等。
这些设备的基本原理和检修方法对于保障设备正常运行和延长设备使用寿命非常重要。
首先，我们来介绍一下常见化工设备的基本原理。
1.反应器：反应器是进行化学反应的设备。
其基本原理是在适当的温度和压力下，通过添加适量的催化剂，使原料物质发生化学反应，生成所需的化工产品。
2.蒸馏塔：蒸馏塔用于将混合物进行分馏，根据各组分的沸点差异来进行分离。
在蒸馏过程中，混合物被加热至沸点，产生汽相，并通过蒸馏塔的不同级数，使不同沸点的组分逐级分离。
3.分离器：分离器是用于将两个或多个不相容的物质进行分离的设备。
它利用物质的密度差异、相对溶解度以及滤饼等特性，通过分离器内部的设备结构和操作方式，将混合物分离成不同的组分。
4.混合器：混合器是将两种或多种物质充分混合的设备。
其基本原理是通过搅拌、喷射、气流等方式，使各组分之间发生相互作用，达到均匀混合的效果。
5.搅拌器：搅拌器用于对液体或浆料进行搅拌，以实现混合、溶解、均质等目的。
它通过旋转搅拌叶片，使液体产生剪切、切搓等运动，从而实现混合的效果。
6.换热器：换热器用于在化工过程中传递热量。
其基本原理是利用不同温度的两个流体之间的热传导，通过换热介质介质的管壁或传导盘来传递热量。
接下来，我们来看一下常见化工设备的检修方法。
1.反应器检修：反应器的检修主要包括清洗、更换密封件、修复容器表面等。
在进行反应器检修时，需要先将反应器内的物质清除干净，然后进行密封件的更换和容器表面的修复。
2.蒸馏塔检修：蒸馏塔的检修主要包括清洗、更换填料、修复内外壁等。
在进行蒸馏塔检修时，需要将塔内的残余物清除干净，然后进行填料的更换和内外壁的修复。
3.分离器检修：分离器的检修主要包括清洗、更换筛板、修复壁板等。
在进行分离器检修时，需要将内部的分离介质清除干净，然后进行筛板的更换和壁板的修复。
反应器的原理及应用
反应器的原理及应用1. 引言反应器是化学工程中一种非常重要的设备，广泛应用于化工生产中。
本文将介绍反应器的原理及应用，通过对反应器的介绍，帮助读者理解反应器的基本工作原理和常见应用场景。
2. 反应器的工作原理反应器是一种用于进行化学反应的设备，其工作原理是利用加热、冷却、搅拌等方式控制反应物质在反应过程中的温度、压力和混合程度。
下面将介绍几种常见的反应器工作原理：2.1 批量反应器批量反应器是最简单的一种反应器，其工作原理是将待反应的物质一次性加入反应器中进行反应。
其优点是操作简单，适用于小规模生产和实验室研究。
然而，由于无法连续供给反应物质，生产效率较低。
2.2 连续流动反应器连续流动反应器是一种持续供给反应物质并连续收集产物的反应器，其工作原理是通过分别将反应物质和催化剂以一定流速供给反应器，使反应在反应器内进行。
连续流动反应器由于可以连续供给反应物质，生产效率较高，适用于大规模生产。
2.3 催化反应器催化反应器是通过添加催化剂来提高反应速率的反应器，其工作原理是将催化剂与反应物质一起放入反应器中进行反应。
催化反应器由于催化剂的作用，可以在较低的温度和压力下进行反应，节省能源和提高反应效率。
3. 反应器的应用反应器在化工生产中有着广泛的应用，下面将列举几个常见的应用场景。
3.1 石油炼制在石油炼制过程中，反应器用于各种催化反应、裂化反应、加氢反应等。
例如，催化裂化反应器用于将重质石油馏分转化为轻质石油产品，加氢反应器用于将硫化氢等有害物质转化为无害物质。
反应器在石油炼制中起到了非常重要的作用。
3.2 化学品生产在化学品生产中，反应器用于各种有机合成反应、聚合反应等。
例如，聚乙烯反应器用于合成聚乙烯，硝化反应器用于合成硝酸等。
反应器不仅可以提高产品的纯度和产量，还可以控制反应物质的选择性。
3.3 生物工程在生物工程领域，反应器用于培养微生物、细胞培养、酶反应等。
例如，发酵反应器用于培养微生物产生乙醇、酸等产物，细胞培养反应器用于培养动物细胞合成蛋白质。
化工反应器设计及类型介绍
化工反应器设计及类型介绍1. 引言化工反应器是化学工程中至关重要的设备，用于进行各种化学反应。
反应器的设计和选择对于反应的效率、产量、安全性等方面具有重要影响。
本文将介绍化工反应器的设计原理和常见类型，以帮助读者更好地了解和应用化工反应器。
2. 化工反应器设计原理化工反应器设计基于反应物的特性、反应条件以及反应过程的需要。
以下是化工反应器设计中的一些关键原理：2.1 反应物的特性反应物的特性对于反应器设计至关重要。
反应物的物理性质（如密度、粘度等）和化学性质（如酸碱性、稳定性等）需要在设计过程中考虑。
反应物的特性将决定反应器的操作条件和所需设备的选择。
2.2 反应条件反应条件包括温度、压力和混合程度等因素。
这些条件对于实现所需反应速率、选择性和产率至关重要。
反应条件的选择需要综合考虑反应物特性、催化剂选择和工程经济性。
2.3 反应过程的需要反应过程的需要是指反应物的进料方式、产物的分离和纯化需求等。
不同反应物和反应过程将需要不同类型的反应器和配套设备。
反应过程的需要是化工反应器设计中不可忽视的因素。
3. 常见类型的化工反应器根据不同的反应条件和反应过程的需要，化工反应器可以分为多种类型。
以下是几种常见的化工反应器类型的介绍：3.1 批量反应器批量反应器是最常见的反应器类型之一。
它适用于小规模生产和实验室规模的反应。
批量反应器是逐步加入反应物，并在一定时间内进行反应，然后进行产物的分离和纯化。
批量反应器的优点是操作简单，适用于多种反应过程。
但由于操作时间长，产能较低。
3.2 连续流动反应器连续流动反应器是一种连续供料和连续产物收集的反应器。
它在一定的反应温度、压力和流速下，将反应物连续地引入反应器，并通过管道系统将产物收集起来。
连续流动反应器的优点是反应过程稳定，产能较高。
但由于设备和操作的复杂性，适用于大规模生产。
3.3 催化剂床反应器催化剂床反应器是利用催化剂催化反应的反应器。
它将催化剂置于反应器内部，并通过反应物的流动来进行反应。
化工反应器设计及类型介绍
3）反应器内物料流动所产生的压强变化与总压相比，如能忽
略不计，则放大后的平均停留时间t 可VR用/ qv,0
计算；
4）对于气相反应，当反应器的管长远大于管径，而产生的压 强变化又影响到反应器内的总压时，除了保证放大前后两反应 系统具有相同的平均停留时间和停留时间分布函数外，还必须
保证压强的变化值相同。
化工反应器设计及类型 介绍
2021年7月13日星期二
第五章 反应器的类型及设 计
1 反应器的设计是针对化学反应过程进行的，如反 应器的选型、条件的优化和放大。
2 反应器放大，应考虑反应器放大前后保持转化率 或收率相等，而反应的转化率和收率是由化学平衡 和反应速率决定的，其中反应速率是根据生产规模 计算所需反应器有效容积的依据。
较小时，则用推进式螺旋桨.
b: 当固、液相对密度较大，若只要求固体离开釜底而不要 求均匀悬浮时，应安装底挡板；如果要求均匀悬浮，则应 同时安装底挡板和壁挡板；
3)对于气体在液体中分散或气体的吸收:
要求良好的容积循环和剪切作用,选用涡轮式搅拌器。
a:当液层深度大时，宜用多层搅拌桨，釜内也应有挡
板，通气管应插入在搅拌桨下面，气体则由搅拌釜下的中
dZ
d
dZ
α为换算因子,压强量纲不同, α值不同,见表5-1
在空管内物料层流流动： 摩擦因子 f=16/Re 在空管内物料湍流流动： f 0.046 Re0.2
如果反应管内填充了固体颗粒，计算压强降时应考虑颗 粒床层产生的阻力。
只用物料衡算式计算: 恒温系统,压强变化很小
物料衡算式和热量衡算式: 变温系统
粒。 流化床反应器：将细小催化剂颗粒在管式或塔式反应器内借流
二体、自按下反而应上物的料鼓的动相作态用分类， 使 之 悬 浮 在 反 应 器 中 。 有均相反应器和非均相反应器
化工装置中常见反应器的分类及工作原理
化工装置中常见反应器的分类及工作原理化工装置是化学工业中的核心设备，常见的反应器是化工装置中最重要的组成部分之一。
根据反应器的结构和工作原理的不同，可以将常见的反应器分为多种类型。
本文将介绍几种常见的反应器类型，并详细探讨它们的工作原理。
一、批量反应器批量反应器是最常见的反应器类型之一。
它的工作原理是将反应物一次性加入反应器中，进行反应，待反应完成后，将产物从反应器中取出。
批量反应器的优点是操作简单，适用于小规模生产和实验室研究。
然而，由于每次反应都需要加入和取出反应物，生产效率较低。
二、连续流动反应器连续流动反应器是另一种常见的反应器类型。
它的工作原理是将反应物连续地输入反应器，产物则连续地从反应器中流出。
连续流动反应器的优点是生产效率高，适用于大规模生产。
此外，由于反应物在反应器中停留的时间较短，反应速度较快，有助于提高反应的选择性。
然而，连续流动反应器的操作较为复杂，需要精确控制反应物的流速和反应温度。
三、固定床反应器固定床反应器是一种常见的催化反应器。
它的工作原理是将催化剂固定在反应器中的床层上，反应物经过床层时与催化剂发生反应。
固定床反应器的优点是催化剂的利用率高，反应物与催化剂之间的接触面积大，反应效率高。
此外，固定床反应器还可以实现连续流动反应，提高生产效率。
然而，由于催化剂固定在床层上，反应物通过床层时可能会发生堵塞或积聚，需要定期清洗和更换催化剂。
四、搅拌反应器搅拌反应器是一种常见的液相反应器。
它的工作原理是通过搅拌设备将反应物均匀混合，并提供足够的接触面积，促进反应的进行。
搅拌反应器的优点是反应物混合均匀，反应速度快。
此外，搅拌反应器还可以根据需要调整搅拌速度和温度，以控制反应的进行。
然而，搅拌反应器的能耗较高，需要消耗大量的能量进行搅拌。
五、管式反应器管式反应器是一种常见的高温高压反应器。
它的工作原理是将反应物通过管道输送到反应器中，在高温高压条件下进行反应。
管式反应器的优点是反应温度和压力易于控制，反应物停留时间短，反应速度快。
化工反应工程反应器类型与反应器设计原则
化工反应工程反应器类型与反应器设计原则化工反应工程是应用化学原理进行反应过程设计与优化的学科领域，而反应器作为反应工程的核心装置，在反应过程中起到了至关重要的作用。
本文将介绍化工反应工程中的反应器类型以及反应器设计的基本原则。
一、批量反应器批量反应器是最常见的反应器类型之一，它的特点是一次只处理一定量的原料，在反应完成后，需要将产物和副产物从反应器中取出，清洗并重新装填原料。
批量反应器适用于反应条件较为复杂、反应物浓度较高或者产物需要纯度较高的反应过程。
在批量反应器的设计中，需要考虑反应物的搅拌、换热、控温等方面。
二、连续流动反应器连续流动反应器是指反应物在连续的流动条件下通过反应器进行反应，而产物也随之连续地从反应器中流出。
连续流动反应器的优点是可以实现连续生产，提高反应过程的效率和产量。
常见的连续流动反应器类型包括管式反应器、塔式反应器等。
在连续流动反应器的设计中，需要考虑流体的均匀性、反应物的停留时间、传质和传热等因素。
三、压力容器反应器压力容器反应器主要用于高压反应过程，反应物在高压下进行反应，以提高反应速率或者实现特定反应条件。
压力容器反应器通常采用圆筒形结构，并具有较强的耐压性能和防爆措施。
在压力容器反应器的设计中，需要考虑反应物的压力、温度、密封性等因素。
四、选择性反应器选择性反应器是一种特殊的反应器类型，其目的是在多种可能反应的条件下，实现目标物质的选择性合成。
选择性反应器的设计需要充分考虑反应条件的控制、催化剂的选择和反应物分离纯化等方面的问题。
化工反应器的设计原则主要包括以下几点：1. 反应器的选择应根据反应过程的特点和要求进行，例如批量反应器适用于小规模生产或者多种反应物的研究，连续流动反应器适用于大规模连续生产。
2. 反应器的设计应考虑反应物料的性质，包括物料的浓度、粘度、温度等因素，以保证反应物料在反应器中的传质和传热效果。
3. 反应器的设计应考虑反应过程的安全性，包括考虑反应物的压力、温度、爆炸性等因素，采取相应的安全措施，如防爆、排放废气等。
化工反应原理与设备
化工反应原理与设备对化学反应原理与设备的研究主要借助于“三传，一反”即化学反应过程中的动量传递、热量传递、质量传递、化学反应动力学方程式。
化工反应原理与设备主要包括以下的几方面内容：化学反应动力学特性化学反应动力学是指化学反应过程中，操作条件如反应的温度、反应的压力、反应物的浓度、催化剂等对反应速率的影响规律。
这些规律一般是在实验室内，对小型反应器内的化学反应进行研究而得到的，他不包括传递过程的影响，通常得到的是以简单物理量所描述的影响反应速率的动力学方程式。
它是对反应器进行设计、计算和分析的基础。
物理过程对反应的影响工业反应器内的物理过程主要指流体的流动、传质和传热过程。
这些过程会影响到反应器内的浓度和温度在空间上及时间上的分布，使得反应的结果最终发生变化。
因此，只有对这些物理过程进行分析，找出它们对反应过程的影响规律，定量描述，才能准确分析反应过程，对反应器进行设计和选型。
（放大效应：利用小型设备进行化工过程实验得出的研究结果，在相同的操作条件下与大型生产装置得出的往往有很大差别。
有关这些差别的影响称为放大效应。
其原因是小型设备中的温度、浓度、物料停留时间分布与大型设备中的不同。
）反应器的设计和优化将化学反应动力学特性和反应过程中的传递特性结合起来，建立数学模型，利用计算机对化学反应过程进行分析、设计，并对反应进行最优生产条件的选择以及控制。
反应器的操作反应器的计算包括设计计算和校核计算。
而反应器的校核计算在化工生产装置中是必不可少的。
校核计算和生产过程中反应器的操作有很大的关系。
反应器的类型有：釜式反应器、管式反应器、填料函式反应器等。
釜式反应器根据操作特点又可分为：间歇式釜式反应器（BR）、连续操作反应器（CSTR、多釜串联连续操作反应器（n-CSTR。
间歇釜式反应器的特征特点：1、由于剧烈搅拌，反应器内物料浓度达到分子尺度上的均匀，且反应器内浓度处处相等，因而排除了物质传递对反应的影响；2、具有足够强的传热条件，温度始终相等，无需考虑器内的热量传递问题；3、物料同时加入并同时停止反应，所有物料具有相同的反应时间。
第七章化学反应工程学----反应器基本原理
四、化学反应过程和化学反应器的分类 （一）、化学反应过程分类
分类特征 反应过程
反应特征 简单反应、复杂反应（平行的、连串的等）
热力学特征 可逆的，不可逆的
相态
均相（气、液），非均相（气-液，气固、液固、气-液-固）
时间特征 定态，非定态
控制步骤
化学反应控制，外部扩散控制，内部扩散控制，吸附或脱附 控制
2、理想混合 特点： ①、反应器内的浓度和温度均均一致，并且等于出口处的 物料浓度和温度。 ②、物料粒子的停留时间参差不齐，有一个典型分布。 “逆向混合”
也叫“返混”,在反应器内，不同停留时间的粒子间的混合。
引起逆向混合的主要原因有：
1）、由于搅拌造成涡流扩散，使物料粒子出现倒流。
2）、由于垂直于流向的截面上流速分布不均所致，如管式 反应器内流体作层流，流速呈抛物线分布，同一截面上不同 半径处的物料粒子的停留时间不一样，它们之间的混合也就 是不同停留时间的物料间的混合，也就是逆向混合。
E(t)dt
曲线以下在t→t+dt间的面积即E（t）dt
才是分率dN/N的大小，所以把E（t）称
t t+dt
t
作“分布密度函数”。
归一化的性质：
dN E(t)dt 1
0N
0
2、停留时间分布函数 F（t）
假若在时间0→t之间进入反应器的物料粒子中，具有停 留时间从0→t间的物料粒子的量占进料总量的分数，称为 停留时间分布函数，用F（t）表示:
输入动量 = 输出动量 + 动量损失 （5）、参数计算式 主要是指物性参数、传递参数及热力学等计算公式。
三、化学反应工程学与相关学科的关系
传递工程
反应器中流体 流动与传热 化学反应工程 反应器的设计
化工反应器设计与操作
化工反应器设计与操作一、引言化工反应器是化学工程中的关键装置，用于进行化学反应并达到预期的产物。
本文将探讨化工反应器的设计原理和操作技巧，以及一些常见的反应器类型。
二、反应器设计原理1. 反应器的选择在设计反应器之前，需要考虑反应性质、反应物种类、反应条件等因素。
根据具体情况选择适合的反应器类型，例如批量反应器、连续流动反应器、固定床反应器等。
2. 反应器尺寸计算根据反应的热力学参数、反应速率等数据，可以通过质量守恒和能量守恒方程来计算反应器的尺寸。
尺寸包括体积、表面积等，这些参数对于反应器的运行效果至关重要。
3. 反应器搅拌设计搅拌对于反应器中反应物的分散和传递非常重要。
设计搅拌系统时需要考虑搅拌能力、搅拌形式、搅拌速度等因素，以确保反应物充分混合并提高反应效率。
4. 材料选择根据反应物性质和反应条件，选择适合的材料来制造反应器。
常见的材料有不锈钢、玻璃钢、高强度耐热合金等，对于不同的反应需求有不同的耐腐蚀性和耐热性要求。
三、反应器操作技巧1. 反应条件控制对于化工反应器，控制反应条件非常关键。
包括温度、压力、物料进料速率等参数的控制，需要根据反应物性质和反应速率曲线来调整，以达到理想的反应转化率和选择性。
2. 反应物料装载与卸载在进行反应物料装载和卸载时，需要注意安全操作和防止杂质污染。
采用密闭装置可以减少反应物料的挥发和环境污染，同时保护操作人员的安全。
3. 反应物料的循环利用在反应过程中，通过合理设计的循环系统可以实现反应物料的高效利用。
可以采用回流方式，将反应产物分离出来继续循环使用，达到节约资源的目的。
四、常见的反应器类型1. 批量反应器批量反应器是最常见的反应器类型之一，适用于小规模生产或实验室研究。
它的优点是操作简单、适应性强，但反应时间长、产量低。
2. 连续流动反应器连续流动反应器适用于大规模生产，可以实现连续加料和连续产出。
它的优点是反应时间短、产量高，但操作技术要求较高。
3. 固定床反应器固定床反应器通常用于需要较长反应时间和高压条件下的反应。
化工反应器设计原理
化工反应器设计原理化工反应器设计是化学过程工程中重要的环节之一。
反应器是指通过化学方式将原料转化为所需产物或半成品的设备。
反应器的设计不仅是化学工程师的职责，还需要涉及物理、数学、机械和材料科学等领域的知识。
本文将探讨化工反应器设计的原理和相关的基本概念。
化学反应的基本原理化学反应是指物质之间的化学变化。
化学反应包括趋化作用、物化作用、还原作用等。
其中，物化作用是最常见和重要的一类反应。
物化反应包括酸碱中和反应、氧化还原反应、沉淀反应等。
化学反应是热力学和动力学过程，需要满足能量守恒和物质守恒的原则。
化学反应器的基本构件化工反应器主要由反应釜、搅拌器、加料器、升降装置、冷却装置、加热器、传热器、分离装置和控制系统等组成。
其中，反应釜是最关键的部分，它需要满足以下要求：1. 反应釜应该具有良好的耐腐蚀性，以适应各种化学反应的高温、高压、强酸强碱等特殊工况。
2. 反应釜应该具有良好的密封性，确保反应过程中不泄漏。
3. 反应釜应该具有良好的加热和冷却性能，以控制反应温度。
4. 反应釜应该具有良好的搅拌效果，以保证反应物的均相混合和传质。
反应器设计的基本原则反应器设计需要根据具体情况进行，但是有一些基本原则是通用的：1. 选择适当的反应条件，包括温度、压力、物料的配比和浓度等。
2. 选择适当的反应釜，选择合适的反应器材料、反应器结构和反应器规格等。
3. 选择合适的搅拌方式，常见的搅拌方式包括机械搅拌、气相搅拌和超声搅拌等。
4. 控制反应速率，可以通过温度、压力、物料的加料速度等控制反应速率。
5. 提高反应选择性，通过添加催化剂、选择性溶剂、添加剂等方法提高反应选择性。
6. 控制反应过程，包括控制反应时间、补充反应物、控制反应温度和压力等。
反应器设计的计算方法反应器设计的计算方法需要通过物理方程和数学方程进行。
由于化学反应是热力学和动力学过程，需要根据化学反应方程式和反应动力学参数进行计算。
常见的反应器设计计算方法包括：1. 沉降速度法：通过条件稳态的假设，计算反应物在反应器内的速度和浓度分布，从而确定最佳的反应釜结构和搅拌方式等。
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计算基准：起始状态选择问题（分母部分的计量） 使用的原则：对于连续反应器，进口处的状态 间歇反应器，开始反应时的状态 串联使用的反应器，进入第一个反应器的原料 为准这样有利于计算和比较
单程转化率和全程转化率的区别
如图1.2所示的甲醇合成流程简图，生产中采用循环操作，一部分 未能转化的原料重新返回合成塔。由于存在未完全转化反应物的循 环，在计算全程转化率时，计算基准为新鲜原料进入反应系统到离 开所达到的转化率。而单程转化率是一次性从反应器进入到离开所 达到的转化率。两者相比较，全程转化率必定大于单程转化率。
第一章 反应器基本理论
第一节 理想反应器 一、基本的反应器型式 二、连续操作反应器的流动特性——返混 三、理性反应器
第一节 理想反应器
反应器选型 设计和优化
数学 模型
流动 模型
对实际过程 的简化
反应器中的 流动状况影 响反应结果
建立模型的 基本方法
理想 模型
非理想 模型
一、基本的反应器形式
间歇操作的搅拌釜
均相反应 的速率
+表示生成速率， 当A为生成物时
-表示消耗速率， 当A为反应物时
意义：单位时间，单位体积反应物料中某一组分摩尔数的变化。 转化率 反应物转化掉的量占原始量的分率
反应速率用 转化率表示
反应速率方程式
定量描述反应速率与温度和浓度 的关系式（动力学方程）
A k
R
(-rA)=kCAn
速率常数
缺点
连续操作管式反应器
Piston Flow Reactor (PFR)
特点：一端加入反应物，一端引出，c，v沿流动方向 逐渐降低；定常态时，各参数不变
优点：设备利用率高，节省劳力，产品质量稳定，易 于控制，适合于大规模生产
连续操作搅拌釜
Continued Stirred Tank Reactor (CSTR)
3. 返混产生的原因
涡流与扰动
沟流、填料 或催化剂装 填不均匀 速度分布
死角 短路
4.返混对化学反应的影响
1) 总的来说，使产品的收率、质量降低。
2) 返混使反应物的浓度降低。
3) 返混使系统中的温度分布和浓度分布趋于平坦，对 要求有较大温度差或浓度差的场合不利。
冲稀的 作用
思考
？返混对化学反应一定是不利的吗？
Batch Stirred Tank Reactor (BSTR)
特点：物料一次加入，一起放出，全部物料反应时间相同； 釜内各点温度和浓度可以达到均匀一致；反应物料的温度和 浓度等操作参数随时间而变，不随空间位置而变。
优点
装置简单、操作方便、灵活、适应性强，应用广 设备利用率不高，劳动强度大，不易自动控制，产品质 量不稳定
自催化反应 复杂反应 可控制在最佳浓度下操作 反应物浓度高有利于副 反应进行时
有利！
返混对连串副反应是有利还是不利的因素？
5. 各种不同反应器中时间的概念 （1）平均停留时间 物料流过反应器所需要的时间
连续反应器中 的液相反应
反应器的有效容积
物料的体积流量
反应器几何容 积中，用于反 应的体积。
反应器内（T、P） 下的体积流量
（2）空间时间 简称空时， 用
表示
意义：处理一个VR的物料所需要的时间。
（3）空间速度 简称空速 Sv=1/ =v/VR=入口体积流量/反应器有效体积
意义：单位反应体积、单位反应时间内所处理的物料量
小结：从 、Sv的意义可知道，它们均表示连续 反应器的生产能力。 小，Sv大，生产能力大， 两者均表示入口状态下反应器的生产能力，一般 用于描述连续反应器中的气相反应。 （4）反应时间 t 反应持续的时间，指反应物料达到所要求的 转化率所需持续的时间，用于描述间歇反应。
CSTR
连续加料(入口)
年龄不同
一次加料(起始)
年龄相同(某时)
3寿命
4返混
寿命相同(中止)
全无返混
寿命相同(出口)
全无返混
寿命不同(出口)
返混极大
第二节 等温等容过程反应器容积 一、反应动力学基础 二、间歇釜式反应器 三、连续管式反应器 四、连续釜式反应器
五、多釜串联反应器
一、反应动力学基础
1、反应速率及其表达式
设计式
讨论：同一反应，达到同样的转化率与产量，CSTR需要
的容积较PFR和BSTR大得多。
原因：CSTR中返混程度最大，反应始终在最低浓度下进行。 改进：采用多釜串联的办法
可见串联的釜 数越多，反应 时的浓度提高 越多，反应速 度越快，需要 的反应时间或 反应器容积就 越小。
设计式
1. 知道N，各釜的τ，求XAN, CAN
典型反应过程的反应器体积计算 设计型
根据物料处理量及反应工艺要求,选择反应 器类型,求VR 根据反应特征及反应器体积,决定最优控制 条件,使反应过程达到优化目标.
操作型
反应器计算的基本方法 1.建立动力学方程 2. 物料衡算方程 a. 选取关键组分 b. 选择控制体 c. 温度、浓度均一，才 可取单位时间，否则 微元时间
用使某种反应物过量的有效方法。
3. 温度对反应速率的影响
反应速率对温度敏感的程度取决于E的大小
4. 转化率、收率和选择性
转化率 X--针对反应物而言
注意： 1. 如果反应物不只是一种，针对不同反应物计算出来为X是不一样 的 2. 关键组分（着眼组分）为不过量、贵重的组分（相对而言） 针对关键组分计算，可使X最大到100%
三、理想反应器 平推流
返混 程度
不存在返混 流体通过细长管道时，与流 动方向成垂直的截面上，各 粒子的流速完全相同，就像 活塞平推过去一样，粒子在 轴向没有混合、扩散。
全混流
返混程度最大 物料一进入反应器就均匀 分散在整个反应器内，物 料在反应器内的停留时间 有长有短，最为分散。
中间流
部分返混 非 理 想 流 动
反应级数
不同组分表示化学反应 速率关系
2. 浓度对反应速率的影响
基元反应：质量作用定律
rA=kCAaCBb
非基元反应：幂函数型、双曲线型、级数型
rA=kCAn1CBn2 反应级数是速率对浓度敏感的标志。 a. 不可逆反应的反应物浓度越高，r越大。 b. n越大，A的浓度变化对r的影响大。
c. 为改善高级数反应的转化率，工业上常采
二、间歇釜式反应器 特点： 1.分批装、卸(周期性、非稳态性)； 2.适用于不同品种和规格的产品的生产，广泛用于 医药、试剂、助剂等生产。 3.整个操作时间=反应时间+辅助时间（装+卸+清 洗）(每批） 计算 经验估计
A+B
C
A为 关键组分，对整个反应器作物料A的衡算
二、间歇釜式反应器
基础设计式 等容过程
一、连续釜式反应器的特点：
1.反应器的参数不随时间变化 2.不存在时间自变量，也没有空间自变量 3.多用于液相反应，恒容操作 4.出口处的C, T=反应器内的C, T
注意： 1.反应器内C、T恒定，不随时间变化，也不随位
置变化。所以其内的 在各点处相同，也不随时间 变化--等速反应器。 2.当同时进行多个反应时，只要进出口组成和Q0 已知，就可以针对一个组分求出反应体积Vr。
例：甲苯（M=92）用浓硫酸磺化制备对甲 苯磺酸，甲苯投料量为184kg，反应产物中 含对甲苯磺酸258kg，未反应的甲苯18.4kg， 则甲苯的转化率为 (184-18.4) /184 ，对 甲苯磺酸（M=172）的选择性为 0.75/0.9 ，收率为( 258/172 ) /(184/92) 。 X=90% ，S= 83.3% ， Y=75%
连续操作反 应器特有的 现象
流体粒子（微元）在时间顺序上的混合——返混
返混=0 返混=∞
在连续操作的反应器中， 返混的程度越大，显著地降低 了反应物的浓度。一般来说，返混对反应来说是一个不 利的因素，它影响反应器的生产能力。
2.返混与停留时间分布 停留时间分布 RTD（residence time distribution）
特点：强烈搅拌，反应器内各点T，n相同，物料 随进随出，出口物料n与釜内反应物相同
优点：反应物的浓度、温度及v保持恒定不变，对自催化反 应有利
缺点：釜内n很低，v很慢，达到同样的x，需要的VR较大
二、连续操作反应器的流动特性---返混
1.混合现象的分类 流体粒子（微元）在空间顺序上的混合——空混
反应器的出口物料
对象
反应器内的物料
描述
从进入反应器的瞬间开始算 年龄，到所考虑的瞬间为止， 不同年龄的物料粒子混在一 起，形成一定的分布。
从进入反应器的瞬间开始算年龄， 到所考虑的瞬间为止，反应器的 出口物料中不同寿命的物料粒子 混在一起，形成一定的分布。
关系
两者存在一定的关系，可换算，一般通过实验测定寿命分布。
对反应时间求导
图解法
单位时间
设计式
设计式
等容
空时=平均停留时间
讨论：可知在等容过程中，对在相同的反应条件下的同一反应，达到同样的
转化率，理想管式反应器中需要的停留时间与间歇釜中需要的反应时间是相同 的。所以，可以用间歇反应器中的试验数据进行管式反应器的设计与放大。
原因：物料在这两种反应器中都没有返混。
3.最优反应时间
目标函数：单位操作时间的产品质量最大 A
单位操作时间的产品产量 对反应时间求导
R
最优时间 图解法
3.最优反应时间
目标函数：以生产费用最低
设单位时间内反应操作费用为a，辅助操作为a0，固定费用为af
单位质量产品的总费用：
AT= aτ+a τ’ +af VRCR dAT/dt=0 最优时间
基础设计式
基础设计式