化学反应器设计操作与控制

论述化学反应器的分类和化学反应的基本类型

论述化学反应器的分类和化学反应的基本类型 <一>化学反应的基本类型 摘要 一提到化学反应类型，不少学生都认为是“化学反应基本类型”，答案只能在化合反应、分解反应、置换反应、复分解反应四种情况里选一种，除此之外的答案都是错的，这给学生带来很大困惑。本文探讨了“化学反应基本类型”的本质和局限性，并探讨了复分解反应的两个疑难问题。本文还详细介绍啦化学反应器的分类，让大家更详细的了解到在化学应用中化学反应器的分类 关键词；化学反应器化学反应基本类型原理 一、问题的提出 化学反应的基本类型有四种，即化合反应，分解反应，置换反应，复分解反应。在对化学反应进行分类时，学生常遇到以下困惑： 1.氧化还原反应、中和反应等反应为什么不属于反应基本类型？ 2.有很多反应为什么没有相应的反应基本类型？ 3.非金属氧化物与碱的反应为什么不属于复分解反应？ 4.碳酸盐与酸的反应被认为是复分解反应，这是为什么？ 对于这些问题，机械地利用概念来解释，缺乏说服力，而且第四个问题用概念无法解释，因为复分解反应的概念是两种化合物相互交换成分，生成另外两种化合物的反应，第四种反应有三种化合物生成。 欲解决这些问题，需要弄清楚“反应基本类型”内涵和外延。 二问题的解决 （一）探究所描述的化学反应信息 从具体实例来探究“反应基本类型”所描述的化学反应信息。 1. 3Fe+2OFeO，化合反应——几种成分（Fe和O）结合在一起。 2. 2Fe(OH)=FeO+3HO，分解反应——结合在一起的几种成分（Fe、O、H）分开。 3. Fe+CuSO=FeSO+Cu，置换反应——一种成分（Fe）替换另一种成分（Cu）。 4. 2Fe(OH)+6HCl=2FeCl+6HO，复分解反应——正价态成分（Fe和H）或负价态成分（OH 根和Cl）相互交换。 四种基本类型都是通过成分组合方式的变化来描述化学反应过程的，这就是“反应基本类型”的内涵。而氧化还原反应是通过电子的转移来描述化学反应过程的，中和反应是通过酸碱性的相互消除来描述化学反应过程的，它们的内涵与“反应基本类型”不相符合，所以都不把它们列入“反应基本类型”的范畴。 （二）反应基本类型外延 “反应基本类型”的外延只有四种，面对纷繁复杂的化学反应，这样的外延太窄了，部分反应特别是很多的有机化学反应被排除在“反应基本类型”之外。如同很多观众到了一个小剧场，位子不够，一部分人无法对号入座。所以像这样的情况，并不意味着它们根本上没有相应的反应类型，只是目前还不能对它们变化的特点进行恰当描述罢了。 查现代汉语词典，“基本”的含义有：①根本：人民是国家的～。②根本的：～矛盾。③主要的：～条件∣～群众。④大体上：大坝工程已经～完成。用“基本”来修饰反应类型，是哪种含义呢？是“根本”（最重要的意思）的反应，其它反应都不重要？是“主要的”反应，其它反应都是次要的反应？无论选择那种含义，都不合适。

MCR-3型微波化学反应器分析

MCR-3型微波化学反应器 一、加热原理 微波是一种波长极短的电磁波，它和无线电波、红外线、可见光一样，都属于电磁波，微波的频率范围从300MHz到300KMHz，即波长从1毫米到1米的范围。 微波加热的原理： 微波加热就是将微波作为一种能源来加以利用，当微波与物质分子相互作用，产生分子极化、取向、摩擦、碰撞、吸收微波能而产生热效应，这种加热方法就称为微波加热。微波加热是物体吸收微波后自身发热，加热从物体内部、外部同时开始，能做到里外同时加热。 不同的物质吸收微波的能力不同，其加热的效果各不相同，这主要取决于物质的介质损耗。 微波加热的特点： 1、快速加热。微波能以光速（3×1010cm/s）在物体中传播，瞬间（10-9 秒以内）就能把微波能转换为物质的热能，并将热能渗透到被加热物质中，无需热传导过程。 2、快速响应能力。能快速启动、停止及调整输出功率，操作简单。

3、加热均匀。里外同时加热。 4、选择性加热。介质损耗大的，加热后温度高，反之亦然。 5、加热效率高。由于被加热自身发热，加热没有热传导过程，因此周围的空气及加热箱没有热损耗。 6、加热渗透力强。透热深度和波长处于同一数量级，可达十几厘米，而红外加热为表面加热，渗透深度仅为微米数量级。 二、产品特点 MCR-3型微波化学反应器采用了最新科技，确保您的实验顺利进行。 1.微波连续输出方式：研究表面，脉冲微波在“开”和“关”的瞬间会产生高阈值电磁脉冲，出现温度大幅震荡现象，也极易破坏有机分子形态，从而影响实验结果的一致性。微波连续输出方式确保在实验进行过程中时刻存在微波。克服了脉冲微波给实验带来的不利影响。 2.微型计算机自适应PID调节技术：有效克服超调现象的发生。PID参数可以自适应整定，灵活适应不同的操作环境，当环境温度，反应物质容积，极性，热熔发生改变，MCR-3型微波化学反应器可以适应由此带来的影响，自动修改PID参数，使机器适应于新的环境，保持控温精度不降低。 3.采用镀四氟铂电阻温度传感器：镀四氟温度直接插入发热体系内部，采集反应体系内部温度，可靠的屏蔽装置有效消除任何电磁波的干扰和自热效应，使采集数据更为可靠。四氟乙烯温度传感器有效抵御酸、碱，有机溶液的腐蚀。 4.采用多段工作模式：您可以设置5工作时段工作。一般工作结束后，化学反应器自动转向下一段连续工作。每个时段下都可独立设置最高功率，温度，时间，MCR-3型微波反应器将在每段中都达到最优状态。 5.显示实时曲线功能：让您可以更直观的查看温度变化的情况。只需要按下翻页键，就可以看到温度曲线。 6.存储参数功能：您的输入参数将保持在闪存中，方便您下次开机操作，不用再重复输入。本机采用Flash 存储器可以在关机或者停电时永久保存数据。 7.采用大面积触摸面板：按键分布符合操作习惯，分部间隔合理，操作手感更为舒适。并有声音提示功能。 8.采用大屏幕液晶显示：有效像素320×240，屏幕尺寸高达123mm×94mm。同步显示，五个时段所设置工作条件，以及微波工作状态，微波功率，实时温度，工作时间。使视野更广阔，观看更为舒适。 9.温度误差修正功能，若显示温度与实际温度出现误差，可通过微型计算机采取修改。 10.具有安全的连锁开关：在任何情况下打开炉门都会停止微波辐射，保障使用者的安全。 11.磁控管过热保护功能：当一次使用时间过长或者异常情况导致磁控管温度高时，本机可自动切断磁控管电源，避免磁控管的损伤。

甘斯动态反应器的造物原理

甘斯动态反应器的造物原理 这篇文章的目的是打开等离子体磁引力场技术的大门，鼓励所有人进入实际操作和应用阶段，而不是继续停留在理论阶段，在2014年，凯史已经释放了所有的技术，通过对 甘斯金字塔组合反应器进行网络直播的展示，所有的技术已经向全人类释放了，keshe基金会2014年的年度计划得到 圆满实现，而这一切的成功却仍然被人们视而不见，就像凯史说的：人类由于太专注于追求甘斯动态反应器的飞升和能量的输出，而被能量与飞升这些现象蒙蔽了双眼，我们已经给了你们一切，而你们还在抱怨我们没有实际的东西给你们，我们已经给了，但你们却视而不见，这不是我们的问题，而是你们的问题。由于凯史在2015年的计划是全人类的和平，为了促进、加快实现世界和平的进程，我们需要更多的人加入进来，这一次不在是靠喊和平的口号或愿望，而是直接靠科学技术，这是一项全新的科学技术，它不是已知的人类自己发明的传统科学，而是关于宇宙真实运作方式的自然科学，这项科学技术并不是建立在人类已经发明的物理学理论、定律、数学公式和计算等等“人为”的基础之上的，而是根据“自然”本身的运作方式，人类与“自然”合作、沟通，让“自然”以 它自己本来的方式去运作，人类并不是“人为”的去主宰、控 制过程，而是“无为”的选择放手，顺应“自然”，让“自然”去创

造与运作，让“自然”去达成人类的愿望和所期待的结果。在凯史的第一本书的结尾，凯史已经暗示了人类在宇宙中真正存在的意义和所扮演的角色：人类并不是宇宙的创造者，而是一部分能量的转化者。如果这样的表达难以理解，我们就用我们自己的方式来解释人类在宇宙中存在的意义与所扮 演的角色。首先，我们举一个例子，我们都知道电脑，而且都在使用电脑，所有电脑的使用者，并不需要自己去真的造一台电脑，所以，我们并不需要是电脑的创造者，而可以仅仅是使用者，对于所有电脑的使用者来说，他们与电脑的关系是什么呢？他们在这段关系中扮演着什么样的角色呢？ 在人机互动的过程中，人类负责下达“指令”，而计算机负责接收和执行“指令”，完成“指令”所要求的所有工作和事情，所以，真正的创造者并不是人类，而是计算机，人类所扮演的角色只是发送“指令”，然后体验“结果”，而并不需要参与过程，整个过程全部都是计算机完成的。所以，人类是“体验者”，而非“创造者”，同时，人类也扮演了给“创造者”下达“指令”的角色，但又没有“控制”的权利，也就是，人类只能给计算机下达“指令”，却不能控制“指令”是如何被执行的，只能被动的接受“结果”，这是一个“因”与“果”的关系，只要人类下达一个“指令”，就产生了一个“因”，然后计算机就会执行这个“指令”，创造出相应的“结果”被人类体验到，无论“结果”是什么。计算机只负责执行“指令”，创造相应的结果，而不管这个结果有

化学反应器自动控制系统设计

目录 摘要.............................................................................................................................III 1 关于化学反应 (1) 2 关于化学反应器 (2) 2.1 反应器的类型 (2) 2.2 反应器的性能指标 (2) 2.3 反应器的控制要求 (2) 3 反应器的控制方案 (4) 3.1 反应器常用的控制方式 (4) 3.2 温度被控变量的选择 (5) 3.3 控制系统的选择 (6) 4 反应器串级系统的控制原理 (9) 4.1 系统方框图 (9) 4.2 系统原理分析 (9) 5 反应器的部分实现 (11) 5.1 原料的比值控制 (11) 5.2 仪器仪表的选择 (12) 6 设计总结与展望 (13) 参考文献 (14)

化学反应器自动控制系统设计 1 关于化学反应 化学反应的本质是物质的原子、离子重新组合，使一种或者几种物质变成另一种或几种物质。化学反应过程具备以下特点： 1) 化学反应遵循物质守恒和能量守恒定律。因此，反应前后物料平衡，总热量也平衡； 2) 反应严格按反应方程式所示的摩尔比例进行； 3) 化学反应过程中，除发生化学变化外，还发生相应的物理等变化，其中比较重要的有热量和体积的变化； 4) 许多反应应需在一定的温度、压力和催化剂存在等条件下才能进行。 此外，反应器的控制方案决定于化学反应的基本规律： 1．化学反应速度 化学反应速度定义为：单位时间单位容积内某一部分A 生成或反应掉的摩尔数，即 t A A Vd dn r 1± = (1-1) 若容积V 为恒值，则有 dt dC dt V dn r A A A ±=± =/ (1-2) 式中 r A ——组分A 的反应速度，mol/m 3·h ； n A ——组分A 的摩尔数，mol ； C A ——组分A 的摩尔浓度，mol/m 3； V ——反应容积，m 3。 2．影响化学反应速度的因素 实验和理论表明，反应物浓度(包括气体浓度，溶液浓度等)对化学反应速度有关键作用。温度对化学反应速度影响较为复杂，最普遍的是反应速度与温度成正比。而对于气相反应或有气相存在的反应，增大压力(压强)会加速反应的进行。化学反应还受催化剂，反应深度等因素的影响，这些都是要在设计反应器是需要考虑的。

化学反应器分类及其特点

化学反应器的分类及特点 秦财德 （中南大学、化学化工学院、化工1002班） 摘要: 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。化学反应器，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。本文主要介绍化学反应器的分类和特点 关键词：化学反应器特点典型反应 现在的化工反应器在向高精端方向发展，在化工反应中处于主要地位，化学反应器是化学反应的载体,是化工研究、生产的基础,是决定化学反应好坏的重要因素之一,因此反应器的设计、选型是十分重要的。反应器的种类很多，设计和选型很重要，座椅应该按照实际情况来设计制造。 一．釜式反应器 （一）反应器的简介 一种低高径比的圆筒形反应器，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。 （二）反应器的特点 反应器中物料浓度和温度处处相等，并且等于反应器出口物料的浓度和温度。物料质点在反应器内停留时间有长有短，存在不同停留时间物料的混合，即返混程度最大。反应器内物料所有参数，如浓度、温度等都不随时间变化，从而不存在时间这个自变量。 优点：适用范围广泛，投资少，投产容易，可以方便地改变反应内容。 缺点：换热面积小，反应温度不易控制，停留时间不一致。绝大多数用于有液相参与的反应，如：液液、液固、气液、气液固反应等。 （三）典型反应： 在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应： CH3COOC2H5+NaOH CH3COONa+ C2H5OH 二．管式反应器 （一）反应器的简介 管式反应器一种呈管状、长径比很大的连续操作反应器。这种反应器可以很长，如丙烯二聚的反应器管长以公里计。反应器的结构可以是单管，也可以是多管并联；可以是空管，如管式裂解炉，也可以是在管内填充颗粒状催化剂的填充管，以进行多相催化反应，如列管式固定床反应器。通常，反应物流处于湍流状态时，空管的长径比大于50；填充段长与粒径之比大于100(气体)或200（液体），

《化学动力学与反应器原理》试题与答案

南京工业大学《化学动力学与反应器原理》积欠考试（开）（2011年）答案 班级 学号 姓名 一、是非题：（正确的打“√”，错误的打“×”）（每题2分，共10分） 1．气固催化反应的本征速率是排除了吸附和脱附阻力后的速率方程。 (× ) 2．在全混流和平推流反应器中进行液相反应，由于全混流反应器返混程度最大，故在全混流反应器的反应速率比平推流反应器要小。 (× ) 3. 在相同的温度下，一级连串不可逆反应Q P A →→，在间歇反应器中进行时P 的收率总是高于在全混流反应器中进行时的收率。 （√ ） 4．多级全混釜串联，串联釜数增多，返混程度增大，釜数接近无穷多，返混程度接近全混流。 (× ) 5．对化学反应来说，温度越高，反应速率越大，因此高温操作，可使反应器体积最小。 （ × ） 二、选择题：（每题3分，共15分） 1．幂数型反应速率方程式中以( A )表示各组分浓度变化对反应速率影响。 A ．反应级数 B ．反应计量系数 C ．反应速率常数 D ．反应活化能 2．对一平行—连串反应R A Q P A ?→??→??→?) 3() 2()1( ，P 为目的产物，若活化能次序为： E2

生物反应器设计复习资料

判断：15*1'=15' 填空：25空*1'=25' 选择：10*2'=20' 计算：2个=15' 简答：4个=25' 第一章生物反应器设计基础 一、生物反应器的化学计量基础 1.生化反应方程式 CH m O1+aNH3+bO2 Y b CH p O n N q(生物量)+Y p CH r O s N t（产物）+cH2O+dCO2 其中：Yb、Yp分别是生物量和产物相对单位碳源量的产率。 平衡式： C:1=Y b+Y p+d N：a=qY b+tY p O：1+2b=nY b+sY p+c+2d H：m+3a=pY b+rY p+2c 2、维持定义 1/Y XS=1/Y max XS+m s/μ 式中: Y XS——生物量对基质的得率；Y max XS——得率最大值； m s——维持系数；μ——比生长速率。 若方程两项乘以μ，得到基质消耗的线性方程： σ=μ/ Y max XS + m s式中：σ——合成单位生物量的基质消耗速率。当有产物产生时 σ=μ/ Y max XS +π/ Y max XS +m s式中：π——单位生物量的产物生成率。 二、生物反应器的生物学基础 一）细胞数动力学 1．指数生长期 μ——比生长速率； X——生长量浓度，以g/L表示； t——生长时间。 对方程求积分：并将t为零时的生物量浓度称为X0， 则：ln(X\X0)=μt 因此倍增时间(X\X0=2时的时间t)是：t d= ln2/μ

2.减速期 Monod 方程： 二 ）产物形成动力学 （一）细胞代谢产物的生成的几种形式： 1主要产物是能量代谢的结果（Gaden （分类）Ⅰ型 ）； 例：酵母厌氧生长过程中的酒精合成 2主要产物是能量代谢的间接结果（Gaden （分类）Ⅱ型 ）； 例：霉菌好气生长过程中柠檬酸的合成和细胞中PHB 的胞内积累 3产物是二次代谢物（Gaden （分类）Ⅲ型 ） ； 例：霉菌好气发酵中青霉素的生产 4产物是胞内或胞外蛋白。 例：酶合成 计算 1. 假如通过实验测定，反应底物葡萄糖中2/3的碳转化为细胞的碳， （1）计算该反应的计量系数 C 6H 12O 6+aO 2+bNH 3 cC 4.4H 7.3O 1.2N 0.86 +dH 2O+eCO 2 (2)计算上述反应的得率系数Y X/S （g 干细胞/ g 底物）和Y X/O （g 干细胞/ g 氧）。 解: (1)1mol 葡萄糖含有的碳为6mol ，转化为细胞的碳为 6*2/3=4mol 则有 4=4.4c, c=0.909 转化为CO 2的碳量为2mol ，则有 2=e, e=2 N 平衡 b=0.86c ,b=0.782 H 平衡 12+3b=7.3c+2d, d=3.854 O 平衡 6+2a=1.2c+d+2e 所以a= 1.473 (2) 2.一发酵罐基质浓度为225g/L ，细胞浓度0.15g/L ，dX/dt=1.5g/h,当基质浓度为 175g/L ，细胞浓度为0.1g/L ，此时， dX/dt=0.875g/h,若细胞生长可用Monod 方 X/S X/O 0.909 4.412+7.3+1.216+0.8614Y = =0.461g /g 1800.909(4.412+7.3+1.216+0.8614)Y ==1.76g /g 32 1.473 ?????????（） 干细胞底物 干细胞氧

化学反应器

摘要: 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。化学反应器用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。本文主要介绍化学反应器的分类和设计选择。 关键词：化学反应器，密闭，换热，自控 Abstract: the application of ancient reactors started, making pottery kiln is a primitive reactor. Modern industry in various forms, such as: reactor metallurgical industry of blast furnace and converter, Biological engineering of fermentation tank and various burner, are different forms of the reactor. Chemical reactors are used to implement the liquid single-phase reaction process and liquid liquid, gas and liquid, solid-liquid, gas liquid-solid etc multiphase reaction process. Containers have standing stirring (mechanical agitation, air mixing etc) devices. In high diameter is large, usable multilayer mixing blades. In the reaction process materials to heating and cooling, may in the reactor wall of setting clip, or in the device equipped with displacement heat surface, also through the heat

管式反应器课程设计

化学化工学院 化工专业课程设计 设计题目：管式反应器设计 化工系

化工专业课程设计——设计文档质量评分表（100分） 评委签名: 日期：

目录 绪论 .........................................................错误!未定义书签。1设计内容与方法介绍..........................................错误!未定义书签。 反应器设计概述............................................错误!未定义书签。 设计内容..................................................错误!未定义书签。 生产方法介绍..............................................错误!未定义书签。 反应器类型特点............................................错误!未定义书签。 反应器选择及操作条件说明..................................错误!未定义书签。2工艺计算....................................................错误!未定义书签。 主要物性数据..............................................错误!未定义书签。 计算，确定管长，主副反应收率.............................错误!未定义书签。 管数计算..................................................错误!未定义书签。3压降计算公式................................................错误!未定义书签。4催化剂用量计算..............................................错误!未定义书签。5换热面积计算................................................错误!未定义书签。6反应器外径计算..............................................错误!未定义书签。7壁厚计算....................................................错误!未定义书签。 8 筒体封头计算................................................错误!未定义书签。9管板厚度计算................................................错误!未定义书签。10设计结果汇总...............................................错误!未定义书签。11设计小结...................................................错误!未定义书签。

夹套式反应器温度串级控制课程设计

课程设计任务书

中北大学 课程设计说明书 学院：机械与动力工程学院 专业：过程装备与控制工程 题目：夹套式反应器温度串级控制系统设计指导教师：吕海峰职称: 副教授

中北大学课程设计说明书 目录 1、概述 (1) 1.1化学反应器基本介绍 (1) 1.2夹套式反应器控制要求 (2) 2、被控对象特性研究 (3) 2.1建立动态数学模型 (3) 2.2被控变量与控制变量的选择 (6) 2.3夹套式反应器扰动变量 (6) 3、控制系统方案确定 (7) 3.1主回路的设计 (8) 3.2副回路的设计 (8) 4、过程检测仪表的选型 (9) 4.1测温检测元件及变送器 (9) 4.2主、副控制器正、反作用的选择 (12) 4.3控制系统方框图 (13) 5、系统仿真，分析系统性能 (13) 5.1各个环节传函及参数确定 (13) 5.2控制系统的仿真及参数整定 (14) 5.3 系统性能分析 (17) 6、课程设计总结 (18) 7、参考文献 (19)

1 概述 1.1化学反应器的基本介绍 反应器（或称反应釜）是化工生产中常用的典型设备，种类很多。化学反应器在结构、物料流程、反应机理、传热、传质等方面存在差异，使自控的难易程度相差很大，自控方案差别也比较大。 化学反应器可以按进出物料状况、流程的进行方式、结构形式、传热情况四 个方面分类： 一、按反应器进出物料状况可分为间歇式和连续式反应器 通常将半连续和间歇生产方式称为间歇生产过程。间歇式反应器是将反应物 料分次获一次加入反应器中，经过一定反应时间后取出反应中所有的物料，然后重新加料在进行反应。间歇式反应器通常适用于小批量、多品种、多功能、高附加值、技术密集型产品的生产，这类生产反应时间长活对反应过程的反应温度有严格程序要求。 连续反应器则是物料连续加入，化学反应连续不断地进行，产品不断的取出，是工业生产最常用的一种。一些大型的、基本化工产品的反应器都采用连续的形式。 二、从物料流程的进行方式可分为单程与循环两类 物料在通过反应器后不再进行循环的流程称为单程，当反应的转化率和产率都较高时，可采用单程的排列。如果反应速度较慢，祸首化学平衡的限制，物料一次通过反应器转化不完全，则必须在产品进行分离后，把没有反应的物料与新鲜物料混合后，再送送入反应器进行反应。这种流程称为循环流程。 三、从反应器结构形式可分为釜式、管式、塔式、固定床、流化床、移动床反应器等。 四、从传热情况可分为绝热式反应器和非绝热式反应器[1]。 绝热式反应器与外界不进行热量交换，非绝热式反应器与外界进行热量交换。一般当反应过程的热效应大时，必须对反应器进行换热，其换热方式有夹套式、蛇管式、列管式等。如今用的最广泛的是夹套传热方式，且采用最普通的夹套结构居多。随着化学工业的发展，单套生产装置的产量越来越大，促使了反应设备的大型化。也大大促进了夹套反应器的反展。 夹套式反应器是一类重要的化工生产设备，由于化学反应过程伴有许多化学和物理现象以及能量、物料平衡和物料、动量、热量和物质传递等过程，因此夹套反应器操作一般都比

化学反应器分析课程综述

甲醇生产技术及发展现状 摘要 甲醇是一种燃烧性能良好的清洁燃料，可直接用作汽车燃料，也可与汽油掺合使用，同时甲醇也是一种重要的有机化工原料，是碳一化工的重要产品，广泛应用于医药、化工等领域。寻找合成甲醇绿色生产技术和甲醇装置规模大型化是甲醇工业的发展趋势，这就对甲醇合成催化剂的性能以及反应器的生产能力提出了新的要求。 当前，传统的甲醇生产技术一直在不断改进，产能、效率得到大幅提高。而新的原料、工艺路线也在不断被开发，且更具有先进高效性、绿色节能性，值得关注。合成气（CO+H2）制甲醇是工业化生产甲醇的主要方法，其中反应机理的探索、反应器结构的设计、催化剂的优化、反应动力学的研究都是反应工程在甲醇合成领域重要的研究课题。 本文综述了一氧化碳催化加氢合成甲醇的反应机理、反应器、催化剂、反应动力学以及新原料合成技术等方面的研究现状，并对甲醇合成领域的未来发展趋势做了展望。 关键词：甲醇；反应机理；反应器；催化剂；反应动力学；新生产技术

目录 摘要 (1) 第1章前言 (3) 第2章甲醇合成反应机理 (4) 2.1 反应简介 (4) 2.2 反应机理 (5) 第3章甲醇合成反应器 (10) 3.1 ICI冷激型甲醇合成反应器 (10) 3.2 Lurgi管壳型甲醇合成反应器 (10) 3.3 三菱SPC甲醇合成反应器 (11) 3.4 三相浆态床甲醇合成反应器 (12) 第4章甲醇合成催化剂 (14) 4.1 铜基催化剂 (14) 4.2 贵金属催化剂 (14) 4.3 液相合成甲醇催化剂 (15) 第5章甲醇合成反应动力学 (16) 5.1 动力学模型 (16) 5.2 扩散对甲醇合成过程的影响 (18) 第6章甲醇新生产技术研究进展 (19) 6.1 CO2加氢制甲醇技术进展 (19) 6.2甲烷氧化制甲醇技术进展 (20) 6.3生物质制甲醇技术新进展 (20) 展望 (22) 参考文献 (23)

微反应器的原理

微反应器是现代技术的结晶，它在传热、传质、恒温等性能方面和传统的反应器相比具有较大的优势。合成材料大规模生产存在的难题是安全性较差感度较高，往往伴随着强放热现象，控制不好非常容易产生爆炸现象。而微反应器是利用微加工技术制造的一种流体流动通道，是特征尺寸在数百微米内的化学反应器。而微反应器在传热、安全等方面有着独特的优势，将微反应器应用于含能材料的合成是未来含能材料生产发展的重大趋势之一。 一、关于微通道反应器 微反应器，即微通道反应器，利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之间的微型反应器，微反应器的“微”表示工艺流体的通道在微米级别，而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微反应器中可以包含有成百万上千万的微型通道，因此也实现很高的产量。 二、工作原理 设备内的反应放出的热量是与体积成正比的，因为反应是发生在整个设备内部的。但是这些热量从体系内移除是通过表面的，也就是说同设备的表面积成正比。对于一个圆柱形容器，不考虑两端的情况下，它的体积与半径立方成正比，面积与半径平方成正比。在这里我们再说一下比表面积的概念，它是设备换热面积与体积的比值，比表面积越大设备的移热能力就越强。同时我们可以看到比表面积与半径成反比，也就是说半径越大的设备换热能力越差。

换热能力这在化工中对工艺的影响也是明显的。比如说酸碱中和反应，比如说用烧碱中和硫酸。工厂里做这个操作可能需要半个小时到一个小时的时间，实际上这个反应很快，大概在毫秒级。但是这个反应放热，必须要把热量移走，因此在工厂里面只能一点一点的把烧碱加到反应釜里，然后反应釜用冷却水冷却。烧碱的加料速度完全取决于反应釜的移热能力，反应本身可以很快，你可以一下吧烧碱全部加进去，但是放热问题解决不了，溶液会升温甚至沸腾，非常危险。如果有有一个设备能够瞬间把反应热移走，那么烧碱就可以快速加入，节省大量操作时间。这就是微通道的意义，我们可以把通道做的很小，然后让一些放热非常强的反应也可以安全快速地进行。 上海惠和化德生物科技有限公司，是一家专注于微反应器连续工艺开发及工业化的创新性高科技公司。公司于2015年6月在中国（上海）自由贸易试验区内成立，随着业务的发展，公司于2019年10月整体搬迁至上海化学工业园内。公司上海本部实验室配备十余套微反应器，并与梅特勒托利多共建化学过程联合实验室、与沈阳化工研究院和上海化工研究院共建过程安全联合体、与南大淮安高新技术研究院共建特殊反应实验室等。公司主要服务于国内外精细化工企业，帮助客户进行微反应器连续流工艺咨询与评估、工艺开发、工业化项目投资和管理等。公司立足于客户具体项目，以“以终为始”的项目开发思路为指导，着眼于“双赢”和共同发展。目前，公司已经完成了多个项目的工业化，有丰富的工程化经验。完善的设施，丰富的经验覆盖工艺开发到工业化的各个阶段。惠和化德是您理想的合作伙

第六章 工业化学反应过程及反应器

第六章工业化学反应过程及反应器 重点掌握 1、化学反应速率的定义和各种表示方法。 2、反应速率方程和影 响反应速率的主要因素。3、复合反应的基本形式和反应进程的描述方法。4、反应速率方程的积分形式，包括恒容和变容过程。 5、多相催化作用原理、理想吸附等温式和反应动力学方程的推导。 6、动力学参数的确定和建立速率方程的一般步骤。 深入理解： 1、反应进度的意义。 2、反应网络的概念和应用背景。 3、真实 吸附和吸附等温式的联系与区别。4、动力学参数的确定和建立速率方程的一般步骤。5、动力学参数的确定和建立速率方程的一般步骤。 1、釜式反应器 重点掌握： ?等温间歇釜式反应器的计算（单一反应、平行与连串反应）。 ?连续釜式反应器的计算。 ?空时和空速的概念及其在反应器设计计算中的应用。 ?连续釜式反应器的串联和并联。 ?釜式反应器中平行与连串反应选择性的分析，连接和加料方式

的选择。 ?连续釜式反应器的热量衡算式的建立与应用。 ?深入理解： ?变温间歇釜式反应器的计算。 广泛了解：串联釜式反应器最佳体积的求取方法。 连续釜式反应器的多定态分析与计算。 产生多定态点的原因，着火点与熄火点的概念。 2、管式反应器 重点掌握： ?等温管式反应器设计方程的推导与应用。 ?管式和釜式反应器的对比。 ?循环反应器的计算与分析。 ?变温管式反应器的分析与计算，包括：热量衡算方程的建立、绝热温升和非绝热变温管式反应器的计算等。 深入理解： ?活塞流和全混流模型的基本假设与含义，返混的基本概念。广泛了解： ?拟均相的含义和模型假定。

一、绪论 重点掌握： 化学反应转化率、选择性和收率的概念和应用 化学反应工程要解决的主要问题 深入理解：化学反应器的三种操作方式和特点。反应器设计的基本方程。 广泛了解：化学加工过程的普遍特征。各种化学和石油加工流程、常见设备和场区概貌。化学反应器的主要类型、结构和工作原理。工业反应器的放大方法。 无论是化学工业还是冶金、石油炼制和能源加工等工业过程，均采用化学方法将原料加工成为有用的产品。生产过程包括如下三个组成部分： 图1.1 典型的化学加工过程

化学反应器分类及其特点精编版

化学反应器分类及其特 点 公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]

化学反应器的分类及特点 秦财德 （中南大学、化学化工学院、化工1002班） 摘要: 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。化学反应器，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。本文主要介绍化学反应器的分类和特点 关键词：化学反应器特点典型反应 现在的化工反应器在向高精端方向发展，在化工反应中处于主要地位，化学反应器是化学反应的载体,是化工研究、生产的基础,是决定化学反应好坏的重要因素之一,因此反应器的设计、选型是十分重要的。反应器的种类很多，设计和选型很重要，座椅应该按照实际情况来设计制造。 一．釜式反应器 （一）反应器的简介 一种低高径比的圆筒形反应器，用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。器内常设有搅拌（机械搅拌、气流搅拌等）装置。在高径比较大时，可用多层搅拌桨叶。在反应过程中物料需加热或冷却时，可在反应器壁处设置夹套，或在器内设置换热面，也可通过外循环进行换热。 （二）反应器的特点 反应器中物料浓度和温度处处相等，并且等于反应器出口物料的浓度和温度。物料质点在反应器内停留时间有长有短，存在不同停留时间物料的混合，即返混程度最大。反应器内物料所有参数，如浓度、温度等都不随时间变化，从而不存在时间这个自变量。 优点：适用范围广泛，投资少，投产容易，可以方便地改变反应内容。 缺点：换热面积小，反应温度不易控制，停留时间不一致。绝大多数用于有液相参与的反应，如：液液、液固、气液、气液固反应等。 （三）典型反应： 在等温间歇反应器中进行乙酸乙酯皂化反应： CH 3COOC 2 H 5 +NaOH CH 3 COONa+ C 2 H 5 OH 二．管式反应器

化学反应器设计

化学反应器设计 学院：化学化工学院 班级：20111331班 学号：2011133152 姓名：罗朝彪 指导老师：王智娟、朱丽苹完成日期：2014年6月

7万吨/年合成氨厂变换工段最佳工艺设计 摘要 本设计根据经济效益最好原则——变炉催化剂体积最小为目标函数，导出了间接换热式变换炉最佳设计的条件式，并通过联合运用Excel、Origin联合求解得出年产七万吨合成氨厂所需B113型催化剂的理论体积，可供有关设计部门和生产单位参考。 关键词：间接换热式；最佳设计；变换炉

目 录 1前言............................................................................................................................. 1 2氨................................................................................................................................. 1 2.1合成氨的由来.......................................................................................................... 1 2.2氨的用途.................................................................................................................. 1 2.3合成氨的原料.......................................................................................................... 2 2.4氨的贮运.................................................................................................................. 2 3设计任务..................................................................................................................... 2 4最佳条件式的建立..................................................................................................... 3 5最佳温度变换率分配方案和接触时间的计算......................................................... 5 5.1已知条件.................................................................................................................. 5 5.2平衡曲线和最佳温度曲线的绘制.......................................................................... 6 5.3由条件式1确定第一段出口状态和第二段入口状态.......................................... 8 5.3.1绝热操作线方程和绝热温升的确定................................................................... 8 5.4用条件式2确定第二段出口状态........................................................................ 12 5.5两段间接换热变换炉工艺条件的确定................................................................ 16 5.6变换反应的A x T -图............................................................................................. 17 5.7接触时间0τ的计算 ............................................................................................... 17 5.8催化剂用量的计算................................................................................................ 20 5.9变换炉工艺尺寸的确定........................................................................................ 20 6变换炉的实际高度和直径....................................................................................... 23 7心得体会................................................................................................................... 23 参考文献. (24)