第六章化學反應(yīng)工程學61概述61.1化學反應(yīng)器的作用1.化學反應(yīng)器:化工生產(chǎn)中用于進行化學反應(yīng)的設(shè)備。2化學反應(yīng)器的作用:讓化學反應(yīng)在其進行,并且最大限度和最經(jīng)濟地轉(zhuǎn)化為所需的產(chǎn)品,提高原料利用率減輕后續(xù)分離過程的負擔,降低生產(chǎn)成本3.從微觀化學反應(yīng)動力學出發(fā),影響化學速率的因素主要有濃度和溫度。4.宏觀化學反應(yīng)動力學,則需考慮傳遞過程因素及其對濃度、溫度的影響。第六章化學反應(yīng)工程學612化學反應(yīng)工程學的研究對象與方法1.化學反應(yīng)工程學:化學反應(yīng)工程學主要研究大規(guī)模化學反應(yīng)的生產(chǎn)過程、設(shè)備特性的基本規(guī)律和各種參數(shù)間的相互關(guān)系。其具體任務(wù)(1)化學反應(yīng)器的正確選型與合理設(shè)計(2)利用實驗室的研究數(shù)據(jù)進行有效放大,解決在工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問題;(3)實現(xiàn)反應(yīng)過程的設(shè)計和控制最優(yōu)化(4)改進和強化現(xiàn)有的技術(shù)與設(shè)備,降低能耗,提高經(jīng)濟效益62基本反應(yīng)器621化學反應(yīng)器的類型1.按物料的相態(tài)分類:均相、非均相表61按物料相態(tài)分類的反應(yīng)器種類(p.278)2.按反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)形式分1)釜式:完全混合式2)管式:推流3)塔式:塔濾4)固定床:普通生物濾池5)流化床:厭氧流化床3.圖6.1各種結(jié)構(gòu)形式的反應(yīng)器的示意圖(p279)4.表6,2主要反應(yīng)器結(jié)構(gòu)形式,適用的相態(tài)和生產(chǎn)上的應(yīng)用舉例表6.1按物料相態(tài)分撕的反應(yīng)器種類反應(yīng)器種類反應(yīng)特性反應(yīng)類型舉例適用設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式氣相無相界面,反應(yīng)速率只與溫燃燒裂解等均相液相度或濃度有關(guān)中和、酯化、水解等氣液相氧化氯化.加氫等釜式、塔式液液相有相界面實際反應(yīng)速率與磺化硝化烷基化等釜式、塔式非均相氣固相相界面大小及相間擴散燃燒、還原固相催化等固定床流化床、移動床液固相速率有關(guān)還原、離子交換等釜式,塔式水泥制造等回轉(zhuǎn)網(wǎng)式氣液因相加氫裂解、加氫脫氨等固定床、流化床表62按反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)型式分類結(jié)構(gòu)型式適用的相態(tài)應(yīng)用舉例反應(yīng)釜(包括多釜申液相、氣液相、液液相、液|苯的硝化、氯乙烯聚合、高壓聚乙烯順丁橡腔聚合等結(jié)構(gòu)型式適用的相態(tài)氣相、液相輕油裂解甲基丁炔醇合、高壓聚乙烯等鼓淚塔氣液相、氣液固(催化劑)變換氣的碳化、苯的烷基化、甲苯氧化、乙烯墓乙炔合成等定床氣固(催化或非催化)相二氧化硫氧化、氨合成、乙炔祛制氯乙烯、乙革脫氫、半水煤氣生產(chǎn)等固(催化或非催化)相流化味特別是化劑很快失活硫鐵礦皆燒,氧化制苯酐,石油化裂化乙烯的反應(yīng)氧釩化制二氯乙烷