化学反应器()资料
化工基础入门知识资料
化工基础入门知识资料化工基础是学习化工的第一步，它主要包括化工原理、化学反应、物理化学、化学工程等方面的知识。
以下是化工基础入门知识资料的详细介绍。
一、化学反应基础1.化学反应类型化学反应根据反应物和生成物的物质状态可以分为气态反应、液态反应和固态反应。
根据反应的速率又可以分为瞬时反应、缓慢反应和爆炸反应。
2.化学反应平衡化学反应在接近一定时间后往往会趋于平衡状态。
平衡时反应物与生成物浓度、压力、温度等物理量保持不变。
同时，反应物与生成物浓度的比例也始终保持不变，这就是化学平衡常数。
3.化学平衡常数对于一般的化学反应，可以用化学平衡常数来描述反应物与生成物之间的平衡状态。
化学平衡常数与温度有关，一般情况下，化学平衡常数随着温度的升高而增大。
4.化学平衡的影响因素影响化学平衡的因素很多，比如反应物浓度、温度、压力、催化剂等等。
根据不同的反应而言，不同的影响因素可能会产生不同的效应。
二、化工原理1.物质分类化工原理的基础是物质分类，物质可以按照化学成分的不同进行分类，通常分为无机物和有机物两大类。
其中，有机物是由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成的化合物，无机物则不包含碳或者只包含极少量的碳元素。
2.化学反应化学反应是化学工业中最基本的操作之一，大部分化学工业生产过程都离不开化学反应。
化学反应包括酸碱反应、氧化还原反应、配位反应等多种形式。
3.化学平衡化学反应平衡是化学反应中一种非常重要的现象，它决定了反应的方向、反应速率以及反应最终达到的状态。
化学平衡可以通过平衡常数来描述反应物和生成物之间的关系。
三、物理化学1.物理化学基础物理化学是物理和化学的交叉学科，它主要研究物质在热学、热力学、电磁学、光学等多个方面的物理性质和化学性质。
2.热力学基础热力学主要研究物质在热力学平衡状态下的状态变化和热量交换。
热力学的核心是热力学第一定律和第二定律。
3.化学动力学基础化学动力学研究化学反应的速率及其影响因素，包括反应物浓度、温度、催化剂等。
化工反应器分类、特征、应用及放大方法
9、滴流床
气-液固（催化剂）相 9-2催化剂易分离， 带出少，气-液分布要求均匀， 温度调节较难 9-3焦油加氢精制和加氢裂解，
丁炔二醇加氢等
10、移动床
气-固（催化或非催化）相 10-2固体返混小，粒子传送容 易，固-气比可变形大，床内温 差大，调节困难 10-3石油催化裂化，矿物冶炼 等
数学模型的针对性
每一种数学模型都有一定的限制范围 。
例：管式反应器内物料的返混可以用扩散
模型描述，但扩散模型不能描述物料在管 式反应器的层流或湍流状态。
二、研究方法 以化学反应过程开发为例，按以下步骤 进行：
测定反应热力学和动力学的特征规律及其参数。
实验室研究化学反应特征
冷模试验研究传递过程特征
工业反应器
本科三班 一组侯腾
一、 反应器的分类
均相反应器 （1）按反应物料的相态分类 非均相反应器 釜式反应器 管式反应器 （2）按反应器的结构型式分类： 塔式反应器 固定床反应器 流化床反应器 间歇操作反应器 （3）按操作方式分类 连续操作反应器
半连续(半间歇) 反应器
等温反应过程
(4)按反应温度的变化Fra bibliotek二、特征
只综合考虑输入变量和输出结果的关系， 不能深入研究过程的内在规律；
试验步骤由人为决定，并非科学合理的研
究程序； 放大是根据试验结果外推，不一定可靠。
第二种 数学模拟法
定义：在认识过程特征的基础上，运用理论分析 找到描述过程规律的数学模型，并验证模型与实 际过程等效，以此用来进行放大设计计算。
试验结果和理论分析相结合产生技术概
念； 检验技术概念，完善技术方案；
化学反应工程第2讲 釜式反应器资料
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• 搅拌器是实现搅拌操作的主要部件，其主 要的组成部分是叶轮，它随旋转轴运动将 机械能施加给液体，并促使液体运动。
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《化学反应工程》
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1、式搅拌器主要用于流体的循环， 不能用于气液分散操作。 2、折叶式比平直叶式功耗少，操 作费用低，故折叶桨使用较多。
桨式搅拌器常用参数（表8-5）
推进式搅拌器
推进式搅拌器常用参数（表8-6）
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器
循环量大，搅拌功率小
常用于低粘流体的搅拌 结构简单、制造方便
搅拌器的常见种类及其应用
• 5、锚式搅拌器 • 锚式搅拌器顾名思义，叶片形状与船 舶的锚极为相似。锚式搅拌器的叶片尺寸 与搅拌槽尺寸相近，两者在组合后只留有 极小的间隙，这样锚式搅拌器的叶片在旋 转时能清除搅拌槽内壁上的反应物，维持 搅拌器的搅拌效果。 • 锚式搅拌器可用于搅拌粘度较高的物料。
6、螺带式搅拌器 • 螺带式搅拌器的叶片为螺带状，螺带的数 量为两到三根，被安装在搅拌器中央的螺 杆上，螺带式搅拌器的螺距决定了螺带的 外径。螺带式搅拌器通常是在层流状态下 操作。 • 适用于粘稠度高的液体和拟塑性的流体混 合。
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• 由于材料Q235A不耐酸性介质腐蚀，常用 的还有不锈钢材料制的反应釜，可以耐一 般酸性介质。经过镜面抛光的不锈钢制反 应釜还特别适用于高粘度体系聚合反应。 • 铸铁反应釜在氯化、磺化、硝化、缩合、 硫酸增浓等反应过程中使用较多。
化学反应器
除单层绝热床外，工业上还有用多段的，近 代的大型合成氨反应器采用的是中间冷激的多 段绝热床。总之，不论是吸热或放热的反应， 绝热床的应用相当广泛。特别对大型的，高温 的或高压的反应器，希望结构简单，同样大小 的装置内能容纳尽可能多的催化剂以增加生产 能力(少加换热空间)，而绝热床正好能符合这种 要求。不过绝热床的温度变化总是比较大的， 而温度对反应结果的影响也是举足轻重的，因 此如何取舍，要综合分析并根据实际情况来决 定。此外还应注意到绝热床的高／径比不宜过 大，床层填充务必均匀，并注意气流的预分布， 以保证气流在床层内的均匀分布。
列管式反应器优点：
① 传热较好，管内温度较易控制； ② 返混小、选择性较高； ③ 只要增加管数，便可有把握地进行放大； ④ 对于极强的放热反应，还可用同样粒度的惰性物 料来稀释催化剂
适用 原料成本高，副产物价值低以及分离不是十分
容易的情况。
（2）自身换热式反应器（ 自热式反应器）
◆ 塔式反应器
鼓泡塔反应器结构示意图 1—分布格板；2—夹套；3—气体分布器；4—塔体；5—挡板； 6—塔外换热器；7—液体捕集器；8—扩大段
固定床反应器
定义: 凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应 的装置都称作固定床反应器.
其中尤以用气态的反应物料通过由固体催化 剂所构成的床层进行反应的气-固相催化反应器占 最主要的地位。如炼油工业中的催化重整，异构化， 基本化学工业中的氨合成、天然气转化，石油化工 中的乙烯氧化制环氧乙烷、乙苯脱氢制苯乙烯等等。 此外还有不少非催化的气—固相反应，如水煤气的 生产，氮与电石反应生成石灰氮(CaCN2) 以及许 多矿物的焙烧等，也都采用固定床反应器。
多段绝热式固定床反应器
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
化学反应器的类型和特点
化学反应器的类型和特点1. 釜式反应器（反应釜）呀，那可是很常见的一种呢！就像家里做饭的锅一样，能进行各种反应。
比如在化工生产中，很多液体之间的反应就是在釜式反应器里面完成的哦。
你说它是不是很厉害呀！2. 管式反应器呢，就像一条细长的通道。
一些快速进行的反应，好比赛车在赛道上飞驰，就特别适合在管式反应器中发生。
像石油裂解反应就是个很好的例子哟！3. 塔式反应器呀，高耸矗立，好像一个巨人。
它在气液反应中大展身手，比如吸收一些气体呀。
就像吸收空气中的污染气体一样，厉害吧！4. 固定床反应器，那里面的催化剂就乖乖地待着，一动不动。
就如同忠诚的卫士坚守岗位。
很多需要稳定催化的反应会选择它呢，想想看，是不是很神奇？5. 流化床反应器，里面的固体颗粒就像活泼的孩子，蹦蹦跳跳的。
一些要求固体和流体充分接触的反应，它就再合适不过啦。
好比孩子们尽情玩耍，活力满满呢！6. 微反应器，小巧而精致呀，却有着大能量。
一些精细的反应，就像雕琢艺术品一样在它里面进行。
这不是很让人惊叹吗？7. 膜反应器呢，就如同一个神奇的筛子，能把需要的和不需要的分开。
很多选择性反应都靠它呢，是不是感觉很酷炫？8. 光反应器，是不是一听就觉得很高科技？对呀，它就像在黑暗中寻找光明的勇士，专门处理那些需要光来引发的反应哩。
9. 酶反应器呀，利用酶的神奇魔力来催化反应。
就好像拥有魔法棒一样，能让反应高效进行。
你说这是不是太有趣啦！我觉得化学反应器的各种类型都有着独特的魅力和作用，它们就像是化学世界里的魔法道具，为我们创造出各种奇妙的反应和产物呢！。
反应器的基础知识大全
反应器的基础知识大全化学反应器是化工生产的核心设备，反应器的形式对化工生产有着十分重要的影响，能够直接影响生产安全和产品的质量。
根据反应器的形式特点，主要可以分为釜式反应器、管式反应器、塔式反应器、床式反应器、微反应器等。
釜式反应器釜式反应器又称反应釜、锅式反应器。
它是各类反应器中结构较为简单且应用最为广泛的一种反应器，被广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药等领域。
它可用来进行均相反应或者以液相为主的非均相反应，如液-液相、液-固相、气-液相、气-液-固相等。
釜式反应器具有较宽的适用温度和压力范围、适应性强、操作弹性大、连续操作时温度浓度容易控制、产品质量均一等特点。
通常在操作条件比较缓和的情况下，如常压、低温且低于物料沸点时，应用此类反应器最为常见。
反应条件较为苛刻时（如高温、高压、强腐蚀性等），也可采用专用釜式反应器进行生产。
釜式反应器的主体结构主要由釜体、搅拌装置、传动装置、轴封装置和换热装置组成。
釜式反应器按操作方式可分为（1）间歇釜又称间歇釜式反应器，其主要特点是操作灵活，能适应不同操作条件和产品品种，对于小批量、多品种、反应时间较长的产品生产尤为适用。
间歇釜的缺点是需有装料和卸料等辅助操作过程，产品质量不易稳定。
但有些反应过程，如发酵反应和聚合反应等，实现连续生产尚有困难，目前仍然采用间歇釜进行生产。
（2）连续釜又称连续釜式反应器，由多个反应釜串联组成。
与间歇釜相比，连续釜能够节省加料和卸料时间，生产连续，产品质量比较稳定。
连续釜的缺点是由于搅拌的作用易造成物料返混，影响产品的转化率。
（3）半连续釜又称半连续釜式反应器，指一种或多种原料一次性加入，另一种或多种原料连续加入的反应器，其特性介于间歇釜和连续釜之间。
反应釜按照搅拌方式的不同又可以分为立式容器中心搅拌、偏心搅拌、倾斜搅拌，卧式容器搅拌等类型，其中以立式容器中心搅拌反应器是最为常用。
管式反应器管式反应器通常长径比较大，外形呈管状，是一种连续操作反应器，属于平推流反应器，多用于均相反应过程。
第七章化学反应工程学----反应器基本原理
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 测
化 学
化化
应量
学 学 反应器的设计 系 与
动热
统控
工 程 控
力力
中制
制
学学
催化
反应工艺流
最
剂与
程与设备
佳
反应
3）、反应器内形成的死角也会导致逆向混合。
二、非理想流动模型
凡是流动状况偏离活塞流和全混流这两种理想情况的流动 统称为非理想流动。 造成非理想流动的原因有： ①、设备内各处速度的不均匀所致
层流
湍流
平推流
②、由于反应器中物料粒子 的运动（如搅拌、分子扩散 等）导致与主体流动方向相 反的运动，导致偏离全混流 的特性。
反应器的种类反应类型设备的结构形式反应特性均相气相液相燃烧裂解中和硫化水解管式釜式无相界面反应速率只与温度或浓度有关非均相气气液相液液液相气气固相液液固相固固固相气气液固相氧化氯化加氢磺化硝化烷基化燃烧还原固相催化还原离子交换水泥制造加氢裂解加氢硫化釜式塔式釜式塔式固定床流化床釜式塔式回转筒式固定床流化床在相界面实际反应速率与相界面大小及相间扩散速率有关??2按反应器的结构型式分类结构型式适用的相态应用举例反应釜液相气液相液液液相液固相药物的合成染料中间体合成树脂合成管式气相液相轻质油裂解高压聚乙烯鼓泡塔气气液相气液固相变换气的碳化苯的烷基化二甲苯的氧化固定床气气固相so2氧化乙苯脱氢半水煤气的产生流化床气气固相硫铁矿焙烧萘氧化制苯酐回转筒式气气固相固固相水泥生产喷嘴式气相高速反应的液相氯化氢的合成天然气裂解制乙炔?3按操作方式分类?1间歇操作?2连续操作?3半连续半间歇操作??五理想均相反应器?1理想间歇反应器?反应器理想化的条件
反应器一(绪论+釜式)
7、其它工艺接管:进料管、出料管、仪表接管
二、釜式反应器的搅拌装置
1、搅拌的目的
使物料混和均匀,强化传热和传质。
包括：（1）加快互溶液体的混合；
（2）使一种液体以液滴形式均匀分散于另一种不互溶的液体中；
（3）使气体以气泡的形式分散于液体中；
（4）使固体颗粒在液体中悬浮；
（5）加强冷、热液体之间的混合以及强化液体与器壁的传热。
②压力试验有两种，液压试验和气压试验。
致密性试验：
①符合下列情况时，容器应考虑进行致密性试验：
a.介质为易燃、易爆和极度危害或高度危害时；
b.对真空有较严格要求时；
如有泄漏将危及容器的安全性和正常操作者。
②致密性试验方法有：气密性试验、煤油渗漏试验和氨渗漏试验方法等
2、壳体的材质
壳体的材质主要为钢制反应釜、铸铁反应釜及搪玻璃反应釜。
C搪玻璃反应釜性能如下：
①耐腐蚀性：能耐大多数无机酸、有机酸、有机溶剂等介质的腐蚀。
搪玻璃设备不宜用于下列介质的储存和反应：任何浓度和温度的氢氟酸；PH＞12且温度大于100℃的碱性介质；温度大于180℃、浓度大于30%的磷酸；酸碱交替的反应过程；含氟离子的其他介质。
②耐热性：允许在- 30～+240℃范围内使用
釜式反应器的壳体结构包括：
筒体、底、盖（或称封头）、手孔或人孔、视镜及各种工艺接管口等。
1、釜式反应器的筒体
作用：主要用来提供容积，是完成介质的物理、化学反应的容器。
釜式反应器的筒体皆制成圆筒形。
A筒体一般按外压容器考虑。
原因（1）、搅拌釜通常适用于低压或常压反应
（2）、筒体外夹套内通常通水蒸气作为热源
二、化学反应器的分类
工业化学反应过程及反应器
浓度效应可用幂级数的形式表示： aA bB sS
(c)
cA
c
B
对于基元反应，化学方程式中的计量系数就是反应速率式中 各浓度项的指数。
注意：反应级数的高低不能独立预示反应速率的大小，但反 映了反应速率对浓度的敏感程度。
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简单反应和复杂反应
简单反应：反应过程只需用一个化学计量方程式和一个速率 方程表示的化学反应。 复杂反应：反应速率需要用两个或两个以上的速率方程式来 表示。如平行反应、连串反应等。
随时间而变化，但在反应器中不同位置这些参数是不同
连的续。系因统此中，反对应连速续率系可统以，表物示系为中单各位参反应数体是积空中间某位一置反的应函物 或数产。物的摩尔流量的变化。即：
ri
dqn,i dVR
[mol /(m3 s)]
对于均相反应，反应体积指反应混合物在反应器中所占据的体积； 对于气-固相催化反应，反应体积指反应器中催化剂床层的体积。
t nA0
系统中进行而不同。
1. 间歇系统：反应物一次加入反应器，经历一定的反应时间达 到所要求的转化率后，产物一次卸出，生产是分批进行的。 若搅拌系统效果良好，则反应物系的组成，温度，压力等参 数在每一瞬间都是一致的，但随反应的进行，其值随时间而 变，故独立变量为时间。
在间歇系统中，反应速率可以表示为单位反应时间内单位反 应混合物体积中反应物的反应量或产物的生成量。即：
但 cA0 xA cB0 xB
rA
dcA dt
kcA cB
k(cA0 cA0 xA )(cB0 cB0 xB )
kcA0 (1 xA )(cB0 cA0 xA )
令 cB0 / cA0 M
rA
cA0
化学反应工程复习资料
化学反应⼯程复习资料化学反应⼯程复习资料⼀．填空1.理想反应器是指 _______、______ _。
2.全混流反应器的返混_______。
平推流反应器的返混为_______。
3.反应器物料的停留时间的分布曲线是通过物理⽰踪法来测定的，根据⽰踪剂的输⼊⽅式不同分为_______、_______、_______。
4.平推流管式反应器t t =时，E （t ）=____。
；平推流管式反应器t t ≠时，E （t ）=_____。
；平推流管式反应器t t ≥时，F （t ）=___ 。
；平推流管式反应器t ＜t 时，F （t ）=____。
5.平推流管式反应器其E （θ）曲线的⽅差=2θσ_______。
；平推流管式反应器其E （t ）曲线的⽅差=2t σ_______。
6.全混流反应器t=0时E （t ）=_______。
；全混流反应器其E （θ）曲线的⽅差=2θσ_______。
；全混流反应器其E （t ）曲线的⽅差=2t σ_______。
7.催化剂“三性”是指、和。
8.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层⽽进⾏反应的装置都称作___ ____。
9. 化学反应过程按操作⽅法分为____ ___、___ ____、_____ __操作。
10. 化学反应⼯程中的“三传⼀反”中的三传是指____ ___、___ ____、_______。
11. 化学反应的总级数为n ，如⽤浓度表⽰的速率常数为C K ，⽤逸度表⽰的速率常数f K ，则C K =_______f K 。
12.在构成反应机理的诸个基元反应中，如果有⼀个基元反应的速率较之其他基元反应慢得多，他的反应速率即代表整个反应的速率，其他基元反应可视为处于____ ___。
13. ⼀级连串反应A S P在全混流釜式反应器中，则⽬的产物P 的最⼤浓度0 0.2 0.40.6 0.8 1.0 0.2 0.40.60.81.0A RS K 1K 2P 在平推流反应器中，则⽬的产物P 的最⼤浓度=max ,P C _______、=opt t ______。
反应器
喷射反应器研究现状及进展
喷射反应器的研究起步相对较晚，但其发展迅速，种 类越来越多，性能也不断得到完善，并越来越受到 国际学术和工程界的关注。1939年，Flugel最早提 出了可适用于描述单相物质系统中喷射反应器实验 结果的基本理论概念。Blenkel J在1985年对喷射环 路反应器作了较为全面的综述，并划分了反应器性 能的不同方面及其表征参数。随后，Dirix等对反应 器的各种性能作了大量研究，并提出不少理论模型。 Van Dierendonck从工作特性、设计放大及应用等 方面对比分析了喷射反应器和机械搅拌釜反应器， 阐明了喷射反应器的优异性能，并指出喷射反应器 极有可能取代搅拌釜反应器成为多相反应器的首选。
塔式反应器
气升式鼓泡塔 气升式鼓泡塔塔内装有一根或几根气升管， 气体从下部的气体分布器进入气升管。在气 升管中，气液混合物密度比环形空间中的液 体密度小得多，引起液体在环形空间和气升 管内做循环流的，故称为气升式鼓泡反应器。 苯乙烯装置中的烃化/烃化转移反应器就是这 种结构。
喷射反应器
利用喷射器进行混合，实现气相或液相单相反应过程 和气液相、液液相等多相反应过程的设备。 喷射反应器是近几十年迅速发展起来的多相反应器， 多用于气液两相反应，也可用于含催化剂等悬浮颗 粒的气液固三相反应。其原理是利用高速流动相去 卷吸其他相，使各相密切接触，继而在反应器内均匀 分散或悬浮，并完成反应。喷射反应器是一大类反应 器的总称，其主体部分一般由一个反应釜和一个射流 喷嘴所组成，根据需要还可加入其他附件。
概述
反应器的应用始于古代，制造陶器的窑炉 就是一种原始的反应器。近代工业中的反应 器形式多样,例如:冶金工业中的高炉和转炉； 生物工程中的发酵罐以及各种燃烧器，都是 不同形式的反应器。
理想化学反应器
温度效应
1 k e C 20
( E1 E 2) RT
P
k10
CA
• E1 E2 E1 E2 0 T
• E1 E2 E1 E2 0 T
E1 E2
结论：温度升高有利于活化能高的反应。
E1 E2
T
Chemical Reaction Engineering
工业操作：
k2
CAe
1 xAe
平衡温度和平衡转化率
xAe
1
K K
Teq
E2 R ln[ k20
E1 xA
]
k10 (1 xA )
xAe
1
k20
1 e( E1 E2 ) / RT
k10
Chemical Reaction Engineering
•工业过程受平衡的限制（热力学） •破坏平衡的措施：
①改变K—吸热，T , xAe 受材质限制； —放热，T , xAe 受动力学限制。
100 t 2=10 t 1 高级数时，反应时间消耗在反应后期 —二级重要特征
Chemical Reaction Engineering
4、CA0, x,（-rA）, t 的关系 n=120
Chemical Reaction Engineering
5、反应器体积计算
v0 单位生产时间所处理的物料量 tT 每批物料的操作时间=反应时间+辅助时间
或C A
C A0 1 CA0kt
转化率式
kt CA0 xA
或x A
kt C A0
kt ln 1 1 xA
或x A 1 ekt
C
A0
k
t
1
x
A
化学反应器 (3)
按是否换热及换热方式分
（绝热式、外热式、自热 式3种。）
本节作业： 1、反应器有哪4种分类方式？ 分别说明不同的反应器有哪些特点？
电加热反应釜，广泛树脂、 应用于医药、建材、化工、 食
颜料、树脂、食品等品等 行业。具有加热迅速、耐高 行
温、耐腐蚀、卫生、业。本 无环境污染、无需锅炉自动 产
加温、使用方便等特品具 点。 有 加 热 迅 速 、
加氢反应釜加氢反应釜 用于山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇、糠醇等生产的设备主要有： 加氢反应釜（或加氢反应器）、氢气缓冲罐、分离器 等，其中加氢反应釜（或加氢反应器）为核心设备。 加氢反应器主要性能指标： 设计压力： 13MPa 设计温度： 200℃
材料：各种不锈钢及其复 合材料，钛、镍复合材料等。 加热方式：根据用户要求 选定。冷却方式：夹套冷 却或内部盘管冷却
磁力搅拌器浆叶系列共可以根据样式和功能分为四 类： 推进式/桨式、 开启涡轮式\圆盘涡轮式、 锚式\框 式、 螺带式\三叶后掠式
电 加 热 反 应 釜 成 功 的 新 型 产 品 ， 广 泛 应 用 于 医 药 、 建 材 、 化 工 、 颜 料 、
磁力反应釜从 根本上解决了以前填料密封、机械密封无法克服的轴封泄漏问题，无任何泄 进行高温、 高压下的化学反应最为理想的装置，特别是进行易燃、易爆、有毒介质的化学 优越性。 釜体材料 主要采用 1cr18Ni10Ti 不锈钢制作，并可根据不同介质要求制作钛材（ 工M及有P作a压复夹力 合套工℃钢蒸作温板气度， 、釜夹搅r/m拌in体套转速结热构油加热有电方式平加盖热密、等封形凸形式 形式盖供以用及户带订人货孔时的任闭意式选釜配体。，对釜有盖抛上光的要开求孔的可釜根体据内用表户面 -0光.1-3水0 平-，90-3对00 高粘0-50度0 的物电油料蒸气加工环密成形封磁锥力 形底，便于放料、清洗。 FCH -0.1-30 型-9强0-30磁0 力0反-500应釜电技油蒸术气参数环密形封磁: 力
化学反应工程第八章 气液固三相反应及反应器ppt资料
床层宏观反应动力学
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第十五页，编辑于星期五：十四点 二分。
涓流床三相反应器
1、气、液并流向下通过固定床的流 体力学 (1)气，液稳定流动区——当气速较低 时，液体在颗粒表面形成滞流液膜， 气相为连续相， “涓流状”。气速增 加称为“喷射流”；
(2)过渡流动区——继续提高气体流速，床 层上部是喷射流，下部出现脉冲现象。
缺点——大型涓流床反应器低液速操作的液流径向分布不均匀， 局部过热，催化剂迅速失活。催化剂颗粒不能太小，而大颗粒催 化剂存在明显的内扩散影响；轴向温升，可能飞温。
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悬浮床气—液—固反应器
①机械搅拌悬浮式； ②淤浆床鼓泡反应器，以气体鼓泡搅拌； ③不带搅拌的气、液两相流体并流向上，而颗粒不带出床外 的三相流化床反应器； ④三相携带床反应器，不带搅拌的气、液两相流体并流向上， 而颗粒随液体带出床外的三相输送床反应器；
(3)二个反应相，第三个是惰性相：液相为惰性相的气—固催化 反应，液相作为传热介质，如一氧化碳催化加氢生成烃类、醇类、 醛类、酮类和酸类的混合物；气体为惰性相的液—固反应，气体 起搅拌作用，例如硫酸分解硫铁矿槽式反应釜内用空气搅拌。
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安静鼓泡区、湍流鼓泡区、栓塞流区。 上述流区间的过渡条件与液体特性、气体分布器的设计、 颗粒特性及床层尺寸等因素有关。
例如，对于高粘性的流体在很低的表观气速下可形成栓塞流。气
体分布器如采用微孔平均直径低于150um的素烧陶瓷板，当表 观气速达0.05一0.08m/s时，仍为安静鼓泡区，当多孔板孔径超 过1mm时，气泡分散区仅存在于很低的表观气速。
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反应器 类型 塔式
单管、多管 并联
由圆形空 管构成。这种反
应器可以很长， 如丙烯二聚的反 应器管长以公里 计
形状特点 圆柱状，
应用举例 氨水碳化 反应 30
3﹤ H/D ﹤ ，内有塔件
形状特点 应用举例 反应器 类型 圆柱状， 固定床 氨的合成 式 内有流体分布装 置和固定支撑装 置
如列管式固定床反应器
（等温、非等温）
按是否换热及换热方式分
（绝热式、外热式、自热 式3种。）
1.按结构外形分类
釜式、管式、塔式、 固定床和流化床式。
（1）反应器外形结构分类
形状特点 应用举例 反应器 类型 釜式 圆柱状，高（H） 乙醇和乙 径（D）比较小。 酸合成乙 由反应容器、搅 酸乙酯反 拌器及传动系统、 H/D﹤3，内有 冷却装置、安全 应。 装置、加热炉等 搅拌器 组成。
半间歇 反应物和产物的 式 一部分连续加入 或卸出连续
反应时间长、产 氨水吸收二 物浓度要求较高 氧化碳生成 碳酸氢铵
4.按温度条件和传热方式
（等温、ห้องสมุดไป่ตู้等温）
按是否换热及换热方式分
（绝热式、外热式、自热 式3种。）
反应器按是否换热及换热方式分类表 种 类
特
点
适 用 场 合
绝热式
反应过程不换热 热效应小、反应 允许一定的温度 变化
实验室反应釜
封头法兰结构磁力驱动反 应釜 特点： 开式结构，釜盖重量小， 釜盖开启方便，适于压力 较低，容积较小的场合。 主要技术参数： 容积：50～2000L 最高工 作压力：6.4MPa 最高工作 温度：400℃ 搅拌转速：0～500rpm，可 变频调速 温度控制：可自 动控温
材料：各种不锈钢及其复 合材料，钛、镍复合材料等。 加热方式：根据用户要求 选定。冷却方式：夹套冷 却或内部盘管冷却
均 相
固定床、移动床、 流化床 釜式、塔式 回转窑式 釜式、固定床、 流化床
3. 按操作方式分类
种类 操作方式特点
（间歇式、连续式、半间歇式3类）
适用场合
举例
间歇式 一次加入反应物、反应时间长、少 精细合成 一次卸出产物。 批量、多产品品 操作灵活，易于适应不同 种 操作条件和产品品种， 连续式 反应物连续加入、工艺成熟、大批 基本化学品 产物连续卸出 量、反应时间短 合成
由圆形空 管构成。这种反
应器可以很长， 如丙烯二聚的反 应器管长以公里 计
形状特点
应用举例
圆形空管，高 乙烷的热 （长）径（D） 裂解。丙 烯二聚的反 很大。 应等。 H/D﹥30，带有 管件
连续操作管式反应器
磁力反应釜 FCH 型生产用强磁力密封高压釜。 FCH 型磁力密封高压釜，是磁力传动装置应用于 磁力反应釜从 根本上解决了以前填料密封、机械密封无法克服的轴封泄漏问题，无任何泄 进行高温、 高压下的化学反应最为理想的装置，特别是进行易燃、易爆、有毒介质的化学 优越性。 釜体材料 主要采用 1cr18Ni10Ti 不锈钢制作，并可根据不同介质要求制作钛材（ 及复合钢板，釜体结构有平盖、凸形盖以及带人孔的闭式釜体，釜盖上的开孔可根据用户 工作压力 工作温度 搅拌转速 加热方式 密封形式 MPa r/min ℃ 有夹套蒸气、夹套热油电加热等形式供用户订货时任意选配。 对有抛光要求的釜体内表面 环形磁力 -0.1-30 -90-300 0-500 电油蒸气 密封 光水平，对高粘度的物料加工成锥形底，便于放料、清洗。 环形磁力 -0.1-30 -90-300 0-500 电油蒸气 FCH 型强磁力反应釜技术参数 密封 :
换热式
外热式 反应过程同时换 热效应大，反应 热，换热介质来 要求温度变化小 自不同的体系外
自热式 反应过程同时换 热效应适中，反 热，换热介质来 应要求温度变化 自不同的体系 小
加氢反应釜加氢反应釜 用于山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇、糠醇等生产的设备主要有： 加氢反应釜（或加氢反应器）、氢气缓冲罐、分离器 等，其中加氢反应釜（或加氢反应器）为核心设备。 加氢反应器主要性能指标： 设计压力： 13MPa 设计温度： 200℃
100-10000L
反应器 类型 管式
单管、多管 并联
知识点4： 反应器的类型 与结构
思考与应答1： 化工生产中常见的反应器 有哪些形式？
釜式、管式、塔 式、固定床和流 化床式。
反应器的分类方法 有多种，依据不同， 分类的结果不同。 常见的4种分类方法。
1.按结构外形分类
2.按反应混合物的聚集状态
（均相、非均相）
3.按操作方式（间歇式、连 续式、半间歇式3类）。 4.按温度条件和传热方式
磁力搅拌器浆叶系列共可以根据样式和功能分为四 类： 推进式/桨式、 开启涡轮式\圆盘涡轮式、 锚式\框 式、 螺带式\三叶后掠式
电加热反应釜，广泛应用于医药、建材、化工、 颜料、树脂、食品等行业。具有加热迅速、耐高 温、耐腐蚀、卫生、无环境污染、无需锅炉自动 加温、使用方便等特点。
电 加 热 反 应 釜 成 功 的 新 型 产 品 ， 广 泛 应 用 于 医 药 、 建 材 、 化 工 、 颜 料 、 树 脂 、 食 品 等 行 业 。 本 产 品 具 有 加 热 迅 速 、
2. 按反应混合物的聚集状态分类
反应器种类 气相 液相 气-液相 液-液相 非 均 相 气-固相 液-固相 固-固相 气-液-固相 举例 燃烧、裂解、烃高温氯化等 中和、酯化、水解等 氧化、氯化、加氢、化学吸收等 磺化、硝化、烷基化等 燃烧、还原、各种固相催化等 还原、离子交换等 电石、水泥制造等 加氢裂解、加氢脱硫等 有相界面， 实际反应速 度与相界面 大小及相间 扩散速度有 关 特性 无相界面， 反应速率只 与浓度、温 度有关 管式 釜式、管式 釜式、塔式 釜式、塔式 形式
形状特点 应用举例 反应器 类型 流化床 圆柱状，或圆锥 硫铁矿的 式 状 焙烧反应。 内有流体分布装 置和固定回收装 置
流化床 式 反应器
聚集状态 指物质在一定条件下存在的物理状态。 气态、液态、固态、等离子态
什么叫相？化工生产及教学中经常提到这些，但不是三相，
是两相，即气相，液相。有三态，即固态，液态，气态。 在化工生产吸收操作中经常说到气相，液相。