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化學(xué)反應(yīng)器的控制化學(xué)反應(yīng)器的控制化學(xué)反應(yīng)器概述

化學(xué)反應(yīng)器是生產(chǎn)過程的重要設(shè)備之一,化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)很大程度決定產(chǎn)品的質(zhì)量,產(chǎn)量。因此反應(yīng)器的操作最優(yōu)化具有實(shí)際意義。反應(yīng)器分類

(1)物料進(jìn)出狀態(tài):間歇式,連續(xù)式(2)物料流程分:?jiǎn)纬?、循環(huán)(3)反應(yīng)器結(jié)構(gòu):釜式、管道式、塔式、固定床、流化床(4)傳熱情況:絕熱式、非絕熱式(5)描述反應(yīng)過程:分布參數(shù),集中參數(shù)化學(xué)反應(yīng)器概述化學(xué)反應(yīng)器是生產(chǎn)過程的重要設(shè)備之一,反應(yīng)器分類——物流方式反應(yīng)器分類——物流方式反應(yīng)器分類——結(jié)構(gòu)a)釜式反應(yīng)器

b)管式反應(yīng)器

c)列管式固定床反應(yīng)器d)固定床反應(yīng)器

氣體固相經(jīng)提升或再生

e)移動(dòng)床固定床反應(yīng)器

再生器提升管反應(yīng)器沉降器待生催化劑再生催化劑空氣煙氣進(jìn)料油反應(yīng)油氣f)硫化床固定床反應(yīng)器反應(yīng)器分類——結(jié)構(gòu)a)釜式反應(yīng)器b)管式反應(yīng)器c)化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律正確設(shè)計(jì)反應(yīng)器控制系統(tǒng)的前提1、化學(xué)反應(yīng)過程的特點(diǎn)①化學(xué)反應(yīng)遵守物質(zhì)守恒,能量守恒定律。②反應(yīng)嚴(yán)格按著反應(yīng)方程式所示的摩爾比例進(jìn)行③化學(xué)反應(yīng)中除發(fā)生化學(xué)變化外,還發(fā)生相應(yīng)物理變化④反應(yīng)在一定條件下進(jìn)行,T、P、催化劑化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律正確設(shè)計(jì)反應(yīng)器控制系統(tǒng)的前提1、化學(xué)反應(yīng)過化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律2、化學(xué)反應(yīng)器基本方程

化學(xué)反應(yīng)速度定義:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位反應(yīng)體積中某一反應(yīng)物或生成物摩爾數(shù)的變化量。對(duì)反應(yīng)物A,其反應(yīng)速度為對(duì)生成物M,其反應(yīng)速度為考慮化學(xué)反應(yīng):相互關(guān)系:化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律2、化學(xué)反應(yīng)器基本方程化學(xué)反應(yīng)速度定義:化學(xué)反應(yīng)器基本方程(1)反應(yīng)物的濃度(2)反應(yīng)溫度(3)反應(yīng)壓力(對(duì)氣體參加的反應(yīng))(4)催化劑(加速反應(yīng),并具有選擇性)

影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素化學(xué)反應(yīng)器基本方程(1)反應(yīng)物的濃度影響化學(xué)反應(yīng)速度的因化學(xué)反應(yīng)器基本方程

反應(yīng)化學(xué)平衡當(dāng)r總=0時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡(反應(yīng)物與生成物的濃度均不變)。而化學(xué)平衡常數(shù)為對(duì)于可逆反應(yīng):總的反應(yīng)速度為:K與反應(yīng)溫度有關(guān):若正向反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則反應(yīng)溫度T↑→K↑;反之,則T↑→K↓化學(xué)反應(yīng)器基本方程反應(yīng)化學(xué)平衡當(dāng)r總=0時(shí),反應(yīng)達(dá)化學(xué)反應(yīng)器基本方程

反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率與收率對(duì)于可逆反應(yīng):×化學(xué)反應(yīng)器基本方程反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率與收率對(duì)于可逆反應(yīng):×化學(xué)反應(yīng)器控制方案

在設(shè)計(jì)反應(yīng)器控制方案時(shí),先要明確反應(yīng)器的控制目標(biāo)和可能的控制手段。(1)控制目標(biāo)(指標(biāo))直接指標(biāo):轉(zhuǎn)化率、質(zhì)量、產(chǎn)量、收率等間接指標(biāo):溫度、壓力、溫差等。(2)根據(jù)工藝過程特性,確定控制手段單回路、串級(jí)、前饋等

一般情況下,取溫度為被控變量,載熱體流量為操縱變量,構(gòu)成相應(yīng)的控制系統(tǒng)。化學(xué)反應(yīng)器控制方案在設(shè)計(jì)反應(yīng)器控制方案時(shí),先要明確化學(xué)反應(yīng)器控制方案1、反應(yīng)器入口溫度控制方案1方案2方案1:控制快速,滯后小,但存在進(jìn)料混合不均勻,影響催化劑活性。方案2:控制滯后大,但能避免方案1的情況。化學(xué)反應(yīng)器控制方案1、反應(yīng)器入口溫度控制方案1方案2方案1:化學(xué)反應(yīng)器基本控制方案2、反應(yīng)器溫度的單回路控制方案1方案2方案1:冷卻劑流量較小,釡溫與冷卻介質(zhì)溫差大,當(dāng)反應(yīng)物攪拌不均勻時(shí),易造成釡內(nèi)物料局部過熱或過冷。

方案2:冷卻劑強(qiáng)制循環(huán),冷卻劑流量大,釡溫與冷卻介質(zhì)溫差小。?化學(xué)反應(yīng)器基本控制方案2、反應(yīng)器溫度的單回路控制方案1方案化學(xué)反應(yīng)器控制方案3、反應(yīng)器的串級(jí)控制出料進(jìn)料冷卻劑FCTC當(dāng)冷卻劑方面存在擾動(dòng)時(shí),單回路無法獲得滿意控制效果。解決辦法:串級(jí)控制化學(xué)反應(yīng)器控制方案3、反應(yīng)器的串級(jí)控制出料進(jìn)料冷卻劑FCTC化學(xué)反應(yīng)器控制方案4、反應(yīng)器的前饋-串級(jí)控制∑FCFC出料進(jìn)料冷卻劑∑TC前饋控制前饋-串級(jí)控制化學(xué)反應(yīng)器控制方案4、反應(yīng)器的前饋-串級(jí)控制∑FCFC出料進(jìn)化學(xué)反應(yīng)器控制方案5、反應(yīng)器的分程控制化學(xué)反應(yīng)器控制方案5、反應(yīng)器的分程控制化學(xué)反應(yīng)器控制方案6、反應(yīng)器的分段控制目的:使反應(yīng)沿著最佳溫度曲線進(jìn)行固定床反應(yīng)器的溫度分段控制化學(xué)反應(yīng)器控制方案6、反應(yīng)器的分段控制目的:使反應(yīng)沿著最佳溫典型反應(yīng)器控制方案舉例聚合反應(yīng)釡的溫度控制典型反應(yīng)器控制方案舉例聚合反應(yīng)釡的溫度控制典型反應(yīng)器控制方案舉例聚合反應(yīng)釡的溫度-壓力串級(jí)控制典型反應(yīng)器控制方案舉例聚合反應(yīng)釡的溫度-壓力串級(jí)控制典型反應(yīng)器控制方案舉例3、具有壓力補(bǔ)償?shù)木酆细獌?nèi)溫控制典型反應(yīng)器控制方案舉例3、具有壓力補(bǔ)償?shù)木酆细獌?nèi)溫控制典型反應(yīng)器控制方案舉例催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)的控制典型反應(yīng)器控制方案舉例催化裂化反應(yīng)再生系統(tǒng)的控制謝謝同學(xué)們!謝謝同學(xué)們!化學(xué)反應(yīng)器的控制化學(xué)反應(yīng)器的控制化學(xué)反應(yīng)器概述

化學(xué)反應(yīng)器是生產(chǎn)過程的重要設(shè)備之一,化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)很大程度決定產(chǎn)品的質(zhì)量,產(chǎn)量。因此反應(yīng)器的操作最優(yōu)化具有實(shí)際意義。反應(yīng)器分類

(1)物料進(jìn)出狀態(tài):間歇式,連續(xù)式(2)物料流程分:?jiǎn)纬獭⒀h(huán)(3)反應(yīng)器結(jié)構(gòu):釜式、管道式、塔式、固定床、流化床(4)傳熱情況:絕熱式、非絕熱式(5)描述反應(yīng)過程:分布參數(shù),集中參數(shù)化學(xué)反應(yīng)器概述化學(xué)反應(yīng)器是生產(chǎn)過程的重要設(shè)備之一,反應(yīng)器分類——物流方式反應(yīng)器分類——物流方式反應(yīng)器分類——結(jié)構(gòu)a)釜式反應(yīng)器

b)管式反應(yīng)器

c)列管式固定床反應(yīng)器d)固定床反應(yīng)器

氣體固相經(jīng)提升或再生

e)移動(dòng)床固定床反應(yīng)器

再生器提升管反應(yīng)器沉降器待生催化劑再生催化劑空氣煙氣進(jìn)料油反應(yīng)油氣f)硫化床固定床反應(yīng)器反應(yīng)器分類——結(jié)構(gòu)a)釜式反應(yīng)器b)管式反應(yīng)器c)化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律正確設(shè)計(jì)反應(yīng)器控制系統(tǒng)的前提1、化學(xué)反應(yīng)過程的特點(diǎn)①化學(xué)反應(yīng)遵守物質(zhì)守恒,能量守恒定律。②反應(yīng)嚴(yán)格按著反應(yīng)方程式所示的摩爾比例進(jìn)行③化學(xué)反應(yīng)中除發(fā)生化學(xué)變化外,還發(fā)生相應(yīng)物理變化④反應(yīng)在一定條件下進(jìn)行,T、P、催化劑化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律正確設(shè)計(jì)反應(yīng)器控制系統(tǒng)的前提1、化學(xué)反應(yīng)過化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律2、化學(xué)反應(yīng)器基本方程

化學(xué)反應(yīng)速度定義:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)單位反應(yīng)體積中某一反應(yīng)物或生成物摩爾數(shù)的變化量。對(duì)反應(yīng)物A,其反應(yīng)速度為對(duì)生成物M,其反應(yīng)速度為考慮化學(xué)反應(yīng):相互關(guān)系:化學(xué)反應(yīng)的基本規(guī)律2、化學(xué)反應(yīng)器基本方程化學(xué)反應(yīng)速度定義:化學(xué)反應(yīng)器基本方程(1)反應(yīng)物的濃度(2)反應(yīng)溫度(3)反應(yīng)壓力(對(duì)氣體參加的反應(yīng))(4)催化劑(加速反應(yīng),并具有選擇性)

影響化學(xué)反應(yīng)速度的因素化學(xué)反應(yīng)器基本方程(1)反應(yīng)物的濃度影響化學(xué)反應(yīng)速度的因化學(xué)反應(yīng)器基本方程

反應(yīng)化學(xué)平衡當(dāng)r總=0時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡(反應(yīng)物與生成物的濃度均不變)。而化學(xué)平衡常數(shù)為對(duì)于可逆反應(yīng):總的反應(yīng)速度為:K與反應(yīng)溫度有關(guān):若正向反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則反應(yīng)溫度T↑→K↑;反之,則T↑→K↓化學(xué)反應(yīng)器基本方程反應(yīng)化學(xué)平衡當(dāng)r總=0時(shí),反應(yīng)達(dá)化學(xué)反應(yīng)器基本方程

反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率與收率對(duì)于可逆反應(yīng):×化學(xué)反應(yīng)器基本方程反應(yīng)轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率與收率對(duì)于可逆反應(yīng):×化學(xué)反應(yīng)器控制方案

在設(shè)計(jì)反應(yīng)器控制方案時(shí),先要明確反應(yīng)器的控制目標(biāo)和可能的控制手段。(1)控制目標(biāo)(指標(biāo))直接指標(biāo):轉(zhuǎn)化率、質(zhì)量、產(chǎn)量、收率等間接指標(biāo):溫度、壓力、溫差等。(2)根據(jù)工藝過程特性,確定控制手段單回路、串級(jí)、前饋等

一般情況下,取溫度為被控變量,載熱體流量為操縱變量,構(gòu)成相應(yīng)的控制系統(tǒng)?;瘜W(xué)反應(yīng)器控制方案在設(shè)計(jì)反應(yīng)器控制方案時(shí),先要明確化學(xué)反應(yīng)器控制方案1、反應(yīng)器入口溫度控制方案1方案2方案1:控制快速,滯后小,但存在進(jìn)料混合不均勻,影響催化劑活性。方案2:控制滯后大,但能避免方案1的情況?;瘜W(xué)反應(yīng)器控制方案1、反應(yīng)器入口溫度控制方案1方案2方案1:化學(xué)反應(yīng)器基本控制方案2、反應(yīng)器溫度的單回路控制方案1方案2方案1:冷卻劑流量較小,釡溫與冷卻介質(zhì)溫差大,當(dāng)反應(yīng)物攪拌不均勻時(shí),易造成釡內(nèi)物料局部過熱或過冷。

方案2:冷卻劑強(qiáng)制循環(huán),冷卻劑流量大,釡溫與冷卻介質(zhì)溫差小。?化學(xué)反應(yīng)器基本控制方案2、反應(yīng)器溫度的單回路控制方案1方案化學(xué)反應(yīng)器控制方案3、反應(yīng)器的串級(jí)控制出料進(jìn)料冷卻劑FCTC當(dāng)冷卻劑方面存在擾動(dòng)時(shí),單回路無法獲得滿意控制效果。解決辦法:串級(jí)控制化學(xué)反應(yīng)器控制方案3、反應(yīng)器的串級(jí)控制出料進(jìn)料冷卻劑FCTC化學(xué)反應(yīng)器控制方案4、反應(yīng)器的前饋-串級(jí)控制∑FCFC出料進(jìn)料冷卻劑∑TC前饋控制前饋-串級(jí)控制化學(xué)反應(yīng)器控制方案4、反應(yīng)器的前饋-串級(jí)控制∑FCFC出料進(jìn)化學(xué)反應(yīng)器控制方案5、反應(yīng)器的分程控制化學(xué)反應(yīng)器控制方案5、反應(yīng)器的分程控制化學(xué)反應(yīng)器控制方案6、反應(yīng)器的分段控制目的:使反應(yīng)沿著最佳溫度曲線進(jìn)行固定床反應(yīng)器的溫度分段控制化學(xué)反應(yīng)器控制方案6、反應(yīng)器的分段控制目的:使反應(yīng)沿著最佳溫典型反應(yīng)器控

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