管式反应器1
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
管式反应器的应用
管式反应器具有体积小、传热性能好、效率高等优点、 在生产中得到了很好的应用。下面通过实例来向大家介 绍一下管式反应器在生产应用中的优势。
一、管式反应器中酸化油甲酯化反应的研究
研究背景：生物柴油常以低酸值油脂为原料，采用碱催 化进行酯交换制得，催化剂多为NaOH、KOH 等。酯
讨论
常规搅拌混合， 均质效果较差且
第一段为微通道反应 器，具有优异的传质
ห้องสมุดไป่ตู้
温度升高，甲醇
易汽化，两相变 为气液混合。
釜式反应器
管式反应 和传热性能，反应速 率快; 第二段管内径 器
为0.2 cm,可降低体 系压力，缩短反应时 间。
结合混合效果图此可知，管式反应器可促进甲醇与酸化油的 混合，有利于甲酯化反应的快速进行。
热收入：QC=Qo+Qr+Qx+Ql 热支出：QZ=QC+QW+Q8+Qr 其中：QR= cm T +Q83
Q8=Q81+Q82+Q83+Q84+Q8
5
式中，Qo，Qr，Qx，Qr， QR分别表示矿原浆、熔盐、
石灰乳、和洗液带入热量以 及溶出反应热。QC ,QW ,QS 表示料将，冷凝带走热量及 装置热损失。c为原料比热， m为矿浆流量，T2 , T3 为预 热段出口和加热段出口的矿 将温度。
综上所述：管式反应器在传质传热方面有很大 优势。
二、管式反应器在氧化铝生产中的应用
管道溶出技术机理：采用较高的溶出温度，使矿浆在管 道中有较高的流速，产生湍流运动，改善了传质系数。
大大强化了溶出过程。由于溶出温度高。溶出的化学反 应速度显著加快；溶出只需很少的母液即可实现铝土矿 与碱液的的最佳配量，达到最好的溶出效果。矿浆在管 式反应器内强烈运动，能有效减弱铝土矿颗粒与溶液间 界面上的铝硅酸盐、钛酸盐形成的钝化膜和铝酸钠溶液 滞留层的薄膜，减小传质和传热过程的阻力，改善传质 系数。
由于甲醇与酸化油摩尔比较大，反应产物上层为水相 ( 反应生成的水与过量的甲醇) ，下层为油相。分离出
油相后，经水洗催化剂后测定其酸值。
酸度值测定：根据 GB 5530 —1985，采用热乙醇测定法 测定。
混合物甲醇含量测定：将摩尔比为30∶1 的甲醇与酸化 油分别置于管式反应器和釜式反应器中，在不同温度下
酯化反应
1 2
酯交换反应
甲醇与原料油中的游离 脂肪酸进行酯化，生成 脂肪酸甲酯，以降低原 料油的酸值。
用碱催化剂，促进甘油酯 与甲醇进行酯交换反应， 生成脂肪酸甲酯和甘油。
1、实验方法
以酸化油和甲醇为原料的甲酯化反应在自制的管式反应 器中进行，将管式反应器置于恒温油浴内，使甲酯化反
应在恒温下连续反应，甲酯化反应装置如下图所示。
混合7 min后，收集油相，并用正庚烷稀释至1% 用于气 相色谱分析，根据面积归一化法计算油相中甲醇含量。
2、结果与讨论
甲醇和油脂是不能完全 互溶的两相体系，甲酯 化反应基本在醇油两相 界面发生，故增大二者 接触面积，可促进反应 向正反应方向进行。在 不含催化剂的条件下， 酸化油与甲醇混合后， 油相中甲醇含量的大小 即可反映出二者的混合 效果。
交换工艺优点是在较低温度、常压下即可达到较高转化 率，但该工艺要求原料油酸值( KOH) 不宜超过2mg /g。 如果油脂的游离脂肪酸含量较高，在反应过程中会与碱 催化剂发生皂化反应生成脂肪酸钠。低酸值油脂价格昂 贵，用于制备生物柴油的成本高。，故多采用酯化反应 － 酯交换两步法制备生物柴油
主要介绍：在管式反应器内，以酸化油为原料，对制备 生物柴油过程中第一步甲酯化反应进行了研究。 酯化反应－ 酯交换两步法制备生物柴油:
管式反应器具有体积小、传热性能好、效率高等优点、 在生产中得到了很好的应用。下面通过实例来向大家介 绍一下管式反应器在生产应用中的优势。
一、管式反应器中酸化油甲酯化反应的研究
研究背景：生物柴油常以低酸值油脂为原料，采用碱催 化进行酯交换制得，催化剂多为NaOH、KOH 等。酯
讨论
常规搅拌混合， 均质效果较差且
第一段为微通道反应 器，具有优异的传质
ห้องสมุดไป่ตู้
温度升高，甲醇
易汽化，两相变 为气液混合。
釜式反应器
管式反应 和传热性能，反应速 率快; 第二段管内径 器
为0.2 cm,可降低体 系压力，缩短反应时 间。
结合混合效果图此可知，管式反应器可促进甲醇与酸化油的 混合，有利于甲酯化反应的快速进行。
热收入：QC=Qo+Qr+Qx+Ql 热支出：QZ=QC+QW+Q8+Qr 其中：QR= cm T +Q83
Q8=Q81+Q82+Q83+Q84+Q8
5
式中，Qo，Qr，Qx，Qr， QR分别表示矿原浆、熔盐、
石灰乳、和洗液带入热量以 及溶出反应热。QC ,QW ,QS 表示料将，冷凝带走热量及 装置热损失。c为原料比热， m为矿浆流量，T2 , T3 为预 热段出口和加热段出口的矿 将温度。
综上所述：管式反应器在传质传热方面有很大 优势。
二、管式反应器在氧化铝生产中的应用
管道溶出技术机理：采用较高的溶出温度，使矿浆在管 道中有较高的流速，产生湍流运动，改善了传质系数。
大大强化了溶出过程。由于溶出温度高。溶出的化学反 应速度显著加快；溶出只需很少的母液即可实现铝土矿 与碱液的的最佳配量，达到最好的溶出效果。矿浆在管 式反应器内强烈运动，能有效减弱铝土矿颗粒与溶液间 界面上的铝硅酸盐、钛酸盐形成的钝化膜和铝酸钠溶液 滞留层的薄膜，减小传质和传热过程的阻力，改善传质 系数。
由于甲醇与酸化油摩尔比较大，反应产物上层为水相 ( 反应生成的水与过量的甲醇) ，下层为油相。分离出
油相后，经水洗催化剂后测定其酸值。
酸度值测定：根据 GB 5530 —1985，采用热乙醇测定法 测定。
混合物甲醇含量测定：将摩尔比为30∶1 的甲醇与酸化 油分别置于管式反应器和釜式反应器中，在不同温度下
酯化反应
1 2
酯交换反应
甲醇与原料油中的游离 脂肪酸进行酯化，生成 脂肪酸甲酯，以降低原 料油的酸值。
用碱催化剂，促进甘油酯 与甲醇进行酯交换反应， 生成脂肪酸甲酯和甘油。
1、实验方法
以酸化油和甲醇为原料的甲酯化反应在自制的管式反应 器中进行，将管式反应器置于恒温油浴内，使甲酯化反
应在恒温下连续反应，甲酯化反应装置如下图所示。
混合7 min后，收集油相，并用正庚烷稀释至1% 用于气 相色谱分析，根据面积归一化法计算油相中甲醇含量。
2、结果与讨论
甲醇和油脂是不能完全 互溶的两相体系，甲酯 化反应基本在醇油两相 界面发生，故增大二者 接触面积，可促进反应 向正反应方向进行。在 不含催化剂的条件下， 酸化油与甲醇混合后， 油相中甲醇含量的大小 即可反映出二者的混合 效果。
交换工艺优点是在较低温度、常压下即可达到较高转化 率，但该工艺要求原料油酸值( KOH) 不宜超过2mg /g。 如果油脂的游离脂肪酸含量较高，在反应过程中会与碱 催化剂发生皂化反应生成脂肪酸钠。低酸值油脂价格昂 贵，用于制备生物柴油的成本高。，故多采用酯化反应 － 酯交换两步法制备生物柴油
主要介绍：在管式反应器内，以酸化油为原料，对制备 生物柴油过程中第一步甲酯化反应进行了研究。 酯化反应－ 酯交换两步法制备生物柴油: