《催化反应工程华东理工大学第3章催化反应器设计概论教学教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《催化反应工程华东理工大学第3章催化反应器设计概论教学教案（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三章 催化反应器设计概论,第一节 催化反应器基本类 1 气-固相固定床催化反应器 2 气-固相流化床催化反应器 3 气-液-固三相悬浮床催化反应器,催化反应工程,催化反应器：产量已定,基本问题：放热反应移热；吸热反应供热 以移热为例：换热方式，催化床是绝热的，段间换热； 内冷自热式 催化床中插入冷管 催化剂装在管内 可逆放热反应的平衡,催化反应工程,接近平衡推动力减小催化床体积增大,固体催化剂颗粒 传质，压力降 流体流动，压力降 轴向流动，径向流动，轴径向流动 流体分布 还有材质，直径，反应器制造，运输,催化反应工程,催化反应工程,催化反应工程,流态化技术,气体分布颗粒的流动特性特征流速,床
2、层的膨胀与压降气泡行为乳相行为,流化床的热、质传递颗粒夹带与分离数学模型,催化反应工程,催化反应工程,催化反应工程,催化反应工程,三 基本有机化工中的催化反应器,平行 连串 平行连串反应系统,反应器进口气体组成，操作压力，操作温度，产量,温度,深度氧化的副反应，活化能大于主反应，反应热大于主反应的； 降低温度有利，若温度高，副反应加剧，飞温，可能烧坏 催化剂，反应器,平衡常数与温度的关系 若在某一温度下，平衡常数小，可提高操作压力,移热问题,反应速率与活性温度,催化反应工程,一 基础数学模型,1 一维拟均相理想置换模型,2 一维非均相理想置换模型,催化反应工程,第二节 催化反应器基础数学模型,
3、“非均相”与“拟均相”模型,非均相 考虑气流主体与催化剂颗粒外表面之间的温度差和浓度差，催化剂颗粒内部浓度差和温度差，传递过程队反应速率的影响计入模型，则称为非均相模型。 拟均相 采用“活性校正系数COR ”来简化概括催化剂粒内和催化剂外表面与气相间的热、质传递过程和催化剂失活等因素对反应速率的影响，即“拟均相”模型。,催化反应工程,3 二维拟均相数学模型,4 一维非均相返混模型,催化反应工程,二 基本计算方程 建立模型,催化反应工程,催化反应器的数学模型,实例 上海焦化有限公司年产20万吨甲醇合成反应器 反应器内径4m,反应管数6705根，催化剂44m3,催化反应工程,兖矿鲁南化工公司年产1
4、0万吨甲醇装置,1995年 筹建 1998年3月 华东理工大学提交反应器基础设计 1999年 反应器制造完成 2000年初 安装 2000年5月 投产成功，产品达到美国US AA级 甲醇标准,催化反应工程,反应器模拟设计必须具备的条件,1 反应过程：反应物系、催化剂、操作条件、转化率、选择性、收率,2 热力学： 物性参数、粘度、导热系数、扩散系数、状态方程、平衡 常数、逸度系数、反应热,3 反应动力学：,4 质量、热量传递过程：,催化反应工程,催化反应工程,第三节 催化反应器的操作参数,1、反应温度,催化反应工程,2. 操作压力,3. 反应物的初始组成 4. 空速 5. 催化剂的颗粒,催化反应工程,1 绝热反应器,催化反应工程,催化反应工程,单管逆流反应器,管壳型反应器,催化反应工程,催化反应工程,作业（习题1）,
