催化反應工程華東理工大學第3章催化反應器設計概論課件_第1頁
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第三章催化反應器設計概論第一節(jié)催化反應器基本類1氣-固相固定床催化反應器2氣-固相流化床催化反應器3氣-液-固三相懸浮床催化反應器催化反應工程催化反應器：產(chǎn)量已定基本問題：１．放熱反應－移熱；吸熱反應－供熱以移熱為例：換熱方式，催化床是絕熱的，段間換熱；內(nèi)冷自熱式催化床中插入冷管催化劑裝在管內(nèi)２．可逆放熱反應的平衡催化反應工程接近平衡推動力減小催化床體積增大３．固體催化劑顆粒傳質，壓力降４．流體流動，壓力降軸向流動，徑向流動，軸徑向流動５．流體分布還有材質，直徑，反應器制造，運輸催化反應工程催化反應工程催化反應工程流態(tài)化技術１．氣體分布２．顆粒的流動特性３．特征流速４．床層的膨脹與壓降５．氣泡行為６．乳相行為７流化床的熱、質傳遞８．顆粒夾帶與分離９．數(shù)學模型催化反應工程催化反應工程催化反應工程三基本有機化工中的催化反應器平行連串平行連串反應系統(tǒng)反應器進口氣體組成，操作壓力，操作溫度，產(chǎn)量溫度１．深度氧化的副反應，活化能大于主反應，反應熱大于主反應的；降低溫度有利，若溫度高，副反應加劇，飛溫，可能燒壞催化劑，反應器２．平衡常數(shù)與溫度的關系若在某一溫度下，平衡常數(shù)小，可提高操作壓力３．移熱問題４．反應速率與活性溫度催化反應工程“非均相”與“擬均相”模型非均相考慮氣流主體與催化劑顆粒外表面之間的溫度差和濃度差，催化劑顆粒內(nèi)部濃度差和溫度差，傳遞過程隊反應速率的影響計入模型，則稱為非均相模型。擬均相采用“活性校正系數(shù)COR”來簡化概括催化劑粒內(nèi)和催化劑外表面與氣相間的熱、質傳遞過程和催化劑失活等因素對反應速率的影響，即“擬均相”模型。催化反應工程3二維擬均相數(shù)學模型

4一維非均相返混模型

催化反應工程二基本計算方程

建立模型

催化反應工程兗礦魯南化工公司年產(chǎn)10萬噸甲醇裝置1995年籌建1998年3月華東理工大學提交反應器基礎設計1999年反應器制造完成2000年初安裝2000年5月投產(chǎn)成功，產(chǎn)品達到美國USAA級甲醇標準催化反應工程反應器模擬設計必須具備的條件1反應過程：反應物系、催化劑、操作條件、轉化率、選擇性、收率2熱力學：物性參數(shù)、粘度、導熱系數(shù)、擴散系數(shù)、狀態(tài)方程、平衡常數(shù)、逸度系數(shù)、反應熱

3反應動力學：

4質量、熱量傳遞過程：催化反應工程

催化反應工程第三節(jié)催化反應器的操作參數(shù)1、反應溫度2.操作壓力3.反應物的初始組成4.空速5.催化劑的顆粒

催化反應工程

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