釜式反应器的特点
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间歇操作 物料一次性加入釜中，反应结束后 一 次性排出。所有物料的反应时间相同，物 料和产物的浓度及化学反应速率均随时间 而变化，是一个非定态过程。其生产能力 小，产品质量不稳定，劳动强度大，不易 自动控制和自动调节。宜于小批量、多品 种的生产。
釜式反应器的特点
单釜连续操作 物料不断加入，产物不断的流出。在搅 拌作用下，釜内各点浓度均匀一致，出口 浓度与釜中浓度相同，属定态过程。但物 料在釜内停留时间不一，因而会降低转化 率。其产品质量稳定，易于自动控制，宜 于大规模生产。
釜式反应器的特点
多釜串联操作 可分段控制反应，提
高每釜的推动力。克服单釜 连续操作中返混大，物料浓 度低的缺点；温差小，易于 稳定控制温度。生产中常采 用2-4釜串联。
釜式反应器的特点
半连续操作 一种物料一次性全部加入，另一种物料 连续加入。物料浓度随时间不断变化，属 非定态过程。适宜于小型生产，对放热剧 烈的反应，用改变进料速度的方法来调节 放热量的变化，达到控制温度的目的。
釜式反应器
一、釜式反应器的结构
釜式反应器
釜体：由壳体和上、下封头组成，其高与直
径之比一般1~3之间。必须提供足够的体积
以保证反应物有一定的停留时间来达到规
定的转化率；必须有足够的强度和耐腐蚀
能力以保证操作安全可靠。
釜式反应器
换热装置
釜式反应器
搅拌装置：由搅拌器和传动装置组成
二、釜式反应器的特点
反应时间（t）可参考动力学方程结合物料衡算 求得，或者由生产经验值与实验值获得。辅 助时间（t’）由实践经验确定。
2. 反应釜的总容积（VT）
VT VR /
装料系数 一般在0.4～0.85之间， 不起泡不沸腾的物料可取0.7～0.85，易起 泡或沸腾的物料可取0.4～0.6
例题：在一个间歇理想釜式反应器中，用乙酸 和丁醇生产乙酸丁酯。其反应式为：
解：已知原料的处理量为462kg/h
平均每小时处理的原理体积为：
V0 462/ 0.75 616L / h
则乙酸初始浓度为：
C0 1.08/ 616 1.8 103 kmol/ L
则每批次所需反应时间：
1 1 1 1 1 1 t ( ) ( ) 128min 2.13h 3 3 k C A C A0 17.4 0.2 1.8 10 1.8 10
CH3COOH+C4H9OH
CH3COOC4H9+H2O
在100 oC下进行等温反应。以少量硫酸作为催化剂。 当使用过量丁醇时，其反应速度式为 (-rA)=kCA2（下 标A表示乙酸）。在上述条件下，反应速度常数为 k=17.4 L/(kmol.min)。假设反应前后物料密度不变为 750 kg/m3。乙酸的消耗量是1.08kmol/h（不考虑分离 过程的损失），原料的处理量为462kg/h,每批辅助时 间为0.5小时。要求乙酸转化率为80％，试计算反应 器的有效容积和总容积（装料系数取0.75）
釜式反应器的特点
练一练
1.多釜串联操作与单釜串联操作、间 歇操作相比较的优点是什么？
2. 间歇操作、单釜连续操作、多釜串 联操作和半连续操作过程的不同点。
釜式反应器的特点
讨论
多釜串联操作中是否釜数越多 越好，为什么？
结论
不是，随串联釜数的增加，设备 的折旧费和操作费将增加，通常采用 2～4釜串联。
反应釜容积的计算
1. 反应釜的有效容积（VR） 反应器有效体积VR是指反应物料在反 应器中所占的体积。 实际操作时间=反应时间(t) + 辅助时间 (t') VR = V0 (t+t')
V0—为平均每小时处理物料体积，m3/h；
t —每批物料达到规定转化率所需的时间，h； t’—加料、卸料、清洗等辅助时间，h；
反应器的有效体积：
3 VR V0 (t t ) 616 (2.13 0.5) 1620L 1.62m
反应器的总体积：
VT VR / 1.62 / 0.75 2.16m3
小结
反应釜的结构组成；
反应釜的特点； 反应釜容积的计算。
作业布置
名称
间歇操作 单釜连续操作 多釜连续操作 半连续操作
特点
操作优点
釜式反应器的特点
单釜连续操作 物料不断加入，产物不断的流出。在搅 拌作用下，釜内各点浓度均匀一致，出口 浓度与釜中浓度相同，属定态过程。但物 料在釜内停留时间不一，因而会降低转化 率。其产品质量稳定，易于自动控制，宜 于大规模生产。
釜式反应器的特点
多釜串联操作 可分段控制反应，提
高每釜的推动力。克服单釜 连续操作中返混大，物料浓 度低的缺点；温差小，易于 稳定控制温度。生产中常采 用2-4釜串联。
釜式反应器的特点
半连续操作 一种物料一次性全部加入，另一种物料 连续加入。物料浓度随时间不断变化，属 非定态过程。适宜于小型生产，对放热剧 烈的反应，用改变进料速度的方法来调节 放热量的变化，达到控制温度的目的。
釜式反应器
一、釜式反应器的结构
釜式反应器
釜体：由壳体和上、下封头组成，其高与直
径之比一般1~3之间。必须提供足够的体积
以保证反应物有一定的停留时间来达到规
定的转化率；必须有足够的强度和耐腐蚀
能力以保证操作安全可靠。
釜式反应器
换热装置
釜式反应器
搅拌装置：由搅拌器和传动装置组成
二、釜式反应器的特点
反应时间（t）可参考动力学方程结合物料衡算 求得，或者由生产经验值与实验值获得。辅 助时间（t’）由实践经验确定。
2. 反应釜的总容积（VT）
VT VR /
装料系数 一般在0.4～0.85之间， 不起泡不沸腾的物料可取0.7～0.85，易起 泡或沸腾的物料可取0.4～0.6
例题：在一个间歇理想釜式反应器中，用乙酸 和丁醇生产乙酸丁酯。其反应式为：
解：已知原料的处理量为462kg/h
平均每小时处理的原理体积为：
V0 462/ 0.75 616L / h
则乙酸初始浓度为：
C0 1.08/ 616 1.8 103 kmol/ L
则每批次所需反应时间：
1 1 1 1 1 1 t ( ) ( ) 128min 2.13h 3 3 k C A C A0 17.4 0.2 1.8 10 1.8 10
CH3COOH+C4H9OH
CH3COOC4H9+H2O
在100 oC下进行等温反应。以少量硫酸作为催化剂。 当使用过量丁醇时，其反应速度式为 (-rA)=kCA2（下 标A表示乙酸）。在上述条件下，反应速度常数为 k=17.4 L/(kmol.min)。假设反应前后物料密度不变为 750 kg/m3。乙酸的消耗量是1.08kmol/h（不考虑分离 过程的损失），原料的处理量为462kg/h,每批辅助时 间为0.5小时。要求乙酸转化率为80％，试计算反应 器的有效容积和总容积（装料系数取0.75）
釜式反应器的特点
练一练
1.多釜串联操作与单釜串联操作、间 歇操作相比较的优点是什么？
2. 间歇操作、单釜连续操作、多釜串 联操作和半连续操作过程的不同点。
釜式反应器的特点
讨论
多釜串联操作中是否釜数越多 越好，为什么？
结论
不是，随串联釜数的增加，设备 的折旧费和操作费将增加，通常采用 2～4釜串联。
反应釜容积的计算
1. 反应釜的有效容积（VR） 反应器有效体积VR是指反应物料在反 应器中所占的体积。 实际操作时间=反应时间(t) + 辅助时间 (t') VR = V0 (t+t')
V0—为平均每小时处理物料体积，m3/h；
t —每批物料达到规定转化率所需的时间，h； t’—加料、卸料、清洗等辅助时间，h；
反应器的有效体积：
3 VR V0 (t t ) 616 (2.13 0.5) 1620L 1.62m
反应器的总体积：
VT VR / 1.62 / 0.75 2.16m3
小结
反应釜的结构组成；
反应釜的特点； 反应釜容积的计算。
作业布置
名称
间歇操作 单釜连续操作 多釜连续操作 半连续操作
特点
操作优点