1、LOGO均相反應器的選擇均相反應器的選擇v均相反應器是指用來進行均相反應（氣相或均一液相反應）的設備。n均相反應器均相反應器n一、釜式反應器一、釜式反應器n二、管式反應器。二、管式反應器。釜式反應器的分類釜式反應器的分類1.按操作方式分類2.按材質分類3.按操作壓力分類按殼體的材質分類按殼體的材質分類a)鋼制反應釜：材料為Q235A（或容器鋼）。 特點：制造工藝簡單、造價費用較低，維護檢修方便由于材料Q235A不耐酸性介質腐蝕，常用的還有不銹鋼材料制的反應釜，可以耐一般酸性介質。經過鏡面拋光的不銹鋼制反應釜還特別適用于高粘度體系聚合反應。b)鑄鐵反應釜在氯化、磺化、硝化、縮合、硫酸增濃等反應過

2、程中使用較多。 c)搪玻璃反應釜性能如下： 耐腐蝕性 能耐大多數無機酸、有機酸、有機溶劑等介質的腐蝕。搪玻璃設備不宜用于下列介質的儲存和反應：氫氟酸；PH12且溫度大于100的堿性介質；溫度大于180、濃度大于30%的磷酸；酸堿交替的反應過程；含氟離子的介質。 耐熱性：允許在- 30+240范圍內使用 耐沖擊性較小。 釜式反應器釜式反應器釜式反應器釜式反應器釜式反應器的結構和特點釜式反應器的結構和特點釜式反應器的基本結構主要包括: 反應器釜體反應器釜體 攪拌裝置攪拌裝置 密封密封裝置裝置 換熱裝置換熱裝置 釜體：由殼體和上、下封頭組成，其高與直徑之 比一般在13之間。 在加壓操作時，上、下封頭

3、多為半球形或 橢圓形；而在常壓操作時，上、下封頭可 做為平蓋釜式反應器釜式反應器 釜底 平面形：適用于常壓或壓力不高時；碟 形：應用較廣。球 形：適用于高壓場合； 橢圓形：應用較廣。錐 形：適用于反應后物料需要分層處理的場合。 手孔、人孔：安裝和檢修設備的內部構件。 視鏡:觀察設備內部物料的反應情況，也作液面指示用 安全裝置: 安全閥和爆破膜 其它工藝接管:進料管、出料管、儀表接管換熱裝置密封裝置密封裝置 靜止的攪拌釜封頭和轉動的攪拌軸之間設有攪拌軸密封裝置，簡稱軸封，以防止釜內物料泄漏。 軸封裝置主要有填料密封和機械密封填料密封和機械密封兩種。1、填料密封：結構簡單，填料裝缷方便，但使用壽命

4、較短，難免微量泄漏。2、機械密封：結構較復雜，但密封效果甚佳。攪拌裝置v特點 優點優點：適用范圍廣泛，投資少，投產容易，可以方便 地改變反應內容。 缺點缺點：換熱面積小，反應溫度不易控制，停留時間不 一致。絕大多數用于有液相參與的反應，如： 液液、液固、氣液、氣液固反應等。釜式反應器釜式反應器管式反應器管式反應器v基本結構由一根或多根管子串聯或并聯構成的反應器，長度與直徑之比一般大于。管式反應器的特點管式反應器的特點v適用于熱效應較大的反應。v生產效率高v適合于連續式生產，產品質量穩定v返混小（a）直管反應器；（b）盤管反應器；（c）多管反應器管式反應器均相反應器的選擇依據均相反應器的選擇依據

5、1.根據物料的聚集狀態2.根據反應速率3.根據生產量來選擇4.根據動力學特性生石灰的燒制生活中的間歇釜操作生活中的間歇釜操作生活中的半連續釜操作生活中的半連續釜操作釀酒v磺化釜-鑄鐵釜v鹵化釜-搪瓷釜LOGO氣固相反應器的選擇氣固相反應器的選擇n氣固相反應器氣固相反應器n固定床反應器固定床反應器n流化床反應器流化床反應器氣體的進入方式有何講究？v防止氣流沖動床層、造成催化劑分布不均勻和催化劑的磨損帶出。v有利于反應器中可能形成的液態物質的排出。固定床反應器固定床反應器優點：優點：v床層內流體的流動接近理想置換流，可用較少量床層內流體的流動接近理想置換流，可用較少量的催化劑和較小的反應器容積獲得

6、較大的生產能的催化劑和較小的反應器容積獲得較大的生產能力；力；v當伴有串聯副反應時，可獲得較高的選擇性；當伴有串聯副反應時，可獲得較高的選擇性；v結構簡單、操作方便、催化劑機械磨損小；結構簡單、操作方便、催化劑機械磨損小；v適合在高溫高壓下操作。適合在高溫高壓下操作。 缺點：缺點： 傳熱能力差，不能使用細顆粒催化劑，催傳熱能力差，不能使用細顆粒催化劑，催化劑更換不便。化劑更換不便。固定床的類型和結構固定床的類型和結構換熱式換熱式絕熱式絕熱式對外換熱式自熱式絕熱式反應器v 定義：不與外界進行任何熱量交換。對于放熱反應，反應過程中所放出的熱量完全用來加熱系統內的物料。物料溫度的提高，稱為絕熱溫升。

7、如果是吸熱反應，系統溫度會降低，相應地稱之為絕熱降溫。v適用于反應的熱效應較小，反應過程對溫度的變化不敏感及副反應較少的簡單反應。絕熱式反應器v優點優點:結構簡單，氣體分布均勻，反應空間利用率結構簡單，氣體分布均勻，反應空間利用率高和造價便宜等。高和造價便宜等。v缺點缺點:反應器軸向溫度分布很不均勻，不適用于熱反應器軸向溫度分布很不均勻，不適用于熱效應大的反應。效應大的反應。 v為了克服簡單絕熱式反應器的缺點，將上述反應器改成多段式，即把催化劑層分成數層，在各段間進行熱交換，以保證每段床層的絕熱溫升或絕熱溫降維持在允許范圍之內。v例如SO2轉化為SO3。所用的多段絕熱反應器段與段之間引入空氣進

8、行冷激。v反應熱較大的反應中，廣泛應用對外換熱的列管式反應器，其特點是在反應區進行熱交換。類似于管殼式換熱器，管內填充催化劑，殼間走載熱流體。為了避免壁效應，催化劑的顆粒直徑不得超過管內徑的18，一般采用直徑為26 mm的顆粒。對外換熱式固定床反應器對外換熱式固定床反應器v優點：傳熱效果好，容易保證溫度均勻一致，特優點：傳熱效果好，容易保證溫度均勻一致，特別適用于以中間產物為目的產物的強放熱復雜反別適用于以中間產物為目的產物的強放熱復雜反應。應。v缺點是結構比較復雜，不易在高壓下操作。缺點是結構比較復雜，不易在高壓下操作。熱載體：水、高壓水：100300導熱油：200350熔鹽(KNO353%

9、,NaNO37%,NaNO340%)：300500煙道氣：600700特點：換熱效果好、床溫均勻，但結構較復雜，不易在高壓下操作應用：熱效應大、溫度要求均勻控制的場合。 對外換熱式固定床反應器對外換熱式固定床反應器對外換熱式結構對外換熱式結構自熱式反應器自熱式反應器v以原料氣為換熱介質，利用反應后的高溫氣體預熱原料氣，使其達到反應溫度，本身得到冷卻。流化床反應器流化床反應器v流化床反應器是利用氣體自下而上通過固體顆粒層而使固體顆粒處于懸浮運動狀態，并進行氣固相反應的裝置。v應用：v催化過程v非催化過程-礦物加工工業生產中常見流化床反應器形式n 工業生產中常見流化床反應器形式流化床的優點：流化床

10、的優點：v對催化劑的要求：可以使用粒度很小的固體顆粒，有利于消除內擴散阻力，充分發揮催化劑表面利用率；v傳熱：由于顆粒在流體中處于運動狀態，顆粒與流體界面不斷攪動，界面不斷更新，顆粒湍動程度增加，因而其傳熱系數比固定床大得多，當大量反應熱放出時，能夠很快傳出，床層溫度均勻；v 傳質：催化劑顆粒和流體處于劇烈攪動狀態，加之催化劑粒度較小，單位體積的催化劑具有很大的表面積，使傳質速率加快。v從操作上來看：由于流化床中的固體顆粒有類似與流體的流動性，所以從床層中取出和加入新的顆粒都很方便，特別是對于催化劑易于失活的反應，可以使反應過程和催化劑再生過程連續化，易于實現自動控制。v從生產規模上來看：流化

11、床傳熱良好，設備結構簡單，投資省，適合與大規模生產 流化床反應器的缺點：流化床反應器的缺點：v 氣固流化床中，少量氣體以氣泡形式通過床層，氣固接觸嚴重不均，導致氣體反應很不完全，其轉化率往往比全混流反應器還低，不適宜用于要求單程轉化率很高的反應；v 固體顆粒的運動方式接近全混流，停留時間相差很大，對固相加工過程，造成固相轉化率不均勻。固體顆粒的混合還會挾帶部分氣體，造成氣體的返混，影響氣體的轉化率，當存在串聯副反應時，會降低選擇性；v 固體顆粒間以及顆粒和器壁間的磨損會產生大量細粉，被氣體夾帶而出，造成催化劑的損失和環境污染，須設置旋風分離器等顆粒回收裝置；v 流化床反應器的放大遠較固定床反應

12、器困難。v 按固體顆粒是否在系統內循環分類按固體顆粒是否在系統內循環分類v單器流化床v多用于催化劑使用壽命較長的氣固相催化反應器v雙器流化床v多用于催化劑使用壽命較短容易失活的氣固相催化反應過程。按床層外形分類按床層外形分類v圓筒形v結構簡單，制造容易，設備容積利用率高。v圓錐形v結構較復雜，制作比較困難，截面自上而下逐漸擴大。按床層中是否設置內部構件分類按床層中是否設置內部構件分類v自由床v床中不專門設置內部構件以限制氣體和固體流動。v限制床v多采用擋板、擋網等內部構件。按反應器的層數分類按反應器的層數分類v單層流化床v多層流化床v當過程對溫度和濃度的分布有特定的要求或對熱能的回收有較高的要

13、求時使用。優點：優點：v可適應低氣速條件下操作。對于粒度分布較寬的體系，圓錐床底部的高氣速可保證顆粒的流化。v對于反應速度快和熱效應大的反應，床層底部的高速流動可以強化傳熱，使反應不至于過分集中在床層底部v可適應氣體體積增大的反應。反應過程中氣體在床層中上升，歲靜壓力的減小，體積會相應增大，若反應為分子數增加的過程，則氣體體積會增大更多，采用圓錐床，可適應這種體積增大的特點，使流化更趨平穩。n流化床反應器結構流化床反應器結構反應器主體擴大段分離段濃相段錐底錐底：一般錐角為90或60作用：對進入氣體起預分布作用、卸催化劑。 床層（濃相段）：床高與催化劑的裝填量、氣速有關，是反應器的有效體積。通常催化劑填充層的靜止高度與流化床直徑的比值很少超過1，一般接近于1。分離段擴大段n流化床反應器結構流化床反應器結構 包括氣體預分布器和氣體分布板。其作用是使氣體均勻分布，以形成良好的初始流化條件，同時支承固體顆粒。以下為常見氣體分布板形式： 凹型篩孔板 單個直孔泡帽 氣體分布裝置：泡帽側縫分布板 泡帽側孔分布板 氣體分布裝置：條形側縫分布板條形側縫分布板直孔泡帽分布板直孔篩板錐型側縫分布板錐型側孔分布板錐型側縫分布板 氣體預分布器同心圓錐殼式分布器帽式分布器充填式分布器開口式分布器