管式反应器.

合集下载

管式反应器结构、流程及仪表介绍

管式反应器结构、流程及仪表介绍

管式反应器结构、流程及仪表介绍全文共四篇示例,供您参考第一篇示例:管式反应器是一种常见的化工设备,用于在一定条件下进行化学反应。

它的结构、流程和仪表的设计及运用对于生产过程起着至关重要的作用。

下面我们将介绍一份关于管式反应器结构、流程及仪表方面的详细内容。

一、管式反应器的结构管式反应器通常由反应器主体、加热装置、搅拌装置和控制系统组成。

其中反应器主体是由管道、容器和支撑构件构成的,通常采用不锈钢或碳钢材料制造,以确保其具有良好的耐压性、耐腐蚀性和密封性能。

加热装置主要包括外部加热方式和内部加热方式,以确保反应物在适当的温度下进行化学反应。

搅拌装置则能够保证反应物在反应器内充分混合,使反应过程更加均匀。

控制系统则通过传感器、执行器和控制器来监控和调节反应器的各项参数,从而确保反应过程的安全、稳定和高效。

二、管式反应器的流程管式反应器的流程通常包括加料、反应、卸料和清洗等步骤。

需要将反应物通过管道加入反应器主体中,然后通过加热装置使反应物达到所需的温度。

在反应过程中,搅拌装置将反应物进行充分混合和反应,直至达到反应末态。

接着,对反应产物进行卸料处理和清洗反应器,清除残留物和污垢,为下一轮的生产做好准备。

三、管式反应器的仪表介绍管式反应器的仪表通常包括温度传感器、压力传感器、液位传感器、流量计和控制器等。

温度传感器用于实时监测反应器内部的温度变化,确保反应温度的稳定性。

压力传感器用于监测反应器内部的压力变化,保证反应过程的安全性。

液位传感器用于监测反应物的液位变化,确保反应器内反应物的稳定供应和控制。

流量计用于测量反应物的流量,控制反应物的进出流程。

控制器则根据传感器所得的数据来对反应器进行自动控制,以确保反应过程的精准性和稳定性。

总结:管式反应器作为一种重要的化工设备,在化学生产过程中扮演着不可替代的角色。

正确的结构设计、合理的操作流程以及精准的仪表控制,对于保证生产过程的安全、高效和稳定至关重要。

管式反应器

管式反应器
图3.4 U形管式反应器
(5)多管并联管式反应器
多管并联结构的管式 反应器一般用于气固 相反应,例如气相氯 化氢和乙炔在多管并 联装有固相催化剂的 反应器中反应制氯乙 烯,气相氮和氢混合 物在多管并联装有固 相铁催化剂的反应器 中合成氨。
管式反应器的加热或冷却可采用各种方式
(1)管或夹套传热,如图3.1、3.2(a)、3.2(b)等所示的反应 器,均可用套管或夹套传热结构。
管式反应器的分类
管式反应器是应用较多的一种连续操作 反应器,常用的管式反应器有以下几种 类型:
(1)水平管式反应器 图3.1给出的是进行气相或均 液相反应常用的一种管式反应器, 由无缝钢管与U形管连接而成。这种结构易于 加工制造和检修。高压反应管道的连接采用标准 槽对焊钢法兰,可承受1600-10000kPa压力。如 用透镜面钢法兰,承受压力可达10000-20000kPa。 图3.1
图3.8 弯管
管式反应器的结构
三,密封环 套管式反应器的密封环为透镜环。
透镜环有两种形状。一种是圆柱形的, 另一种是带接管的T形透镜环,如图3.9. 圆柱形透镜环用反应器内管同一材质制 成。带接管的T形透镜环是安装测温、测 压元件用的。
图3.9 带接管的T形透镜环
管式反应器的结构
四,管件 反应器的连接必须按规定的紧固力矩进行。所以对法兰、
炉型 目前国际上应用较广的管式裂解炉有短停留时间炉、 超选择性炉、林德- 西拉斯炉、超短停留时间炉。从而实现了 0.3s以下的短停留时间。
一,管式裂解炉
应加用热管 均式匀反且应热器强短一度停流高化,留床从时造而粒实间器现炉生了产0. 球粒状磷酸二铵的工艺流程图如下: SRT-Ⅰ型由是等径鲁管姆组成斯;公司在60和70年代开发的炉 (晶2种)颗型管粒式(由反晶S应种R器T料)具仓有下,容星有积形小加三、料种比器表加:面即入大流S、化R单T床-位,Ⅰ容流积、化的床S传出R热T料-面由1积振Ⅱ大动,输特送别机适进用行于控热制效。应较大的反应。 裂解产及物S离R开T反-Ⅲ应管型后(立即图进3入.急1冷1)锅炉,骤炉冷,管以比中止表反面应。较大, 而内后壁者 粘其的结中造,粒从S过而RT程影-是响Ⅱ在生又氨产化的可粒连分化续机进为中行高进。行选,择存在性返(料H比S大)和、产高品生粒度不均匀、氨逸出率较大等缺点,而且造粒物料极易在氨化粒化机 它包括产直能管、力弯管(、H密C)封两环、种法。兰及SR紧T固-件Ⅰ、型温度由补等偿器径、管传热组夹套及联络管和机架等几部分。 管 管式式反反成应 应;器 器的 可S加 用RT热 于-或 气Ⅱ冷 相及却、可 均S采 液RT用 相-各 、Ⅲ种 非则方 均式 液为相前、气细液后相、粗气的固相变、径固相等反应。 反应管管管,径为四2股~7平in(行1in进等于料2.以强化前期加热,缩短 反管应式器 反停出应留口器与的时一加间短热管或和以冷后螺却纹可期连采降接用,各低并种烃把方物式分料压出口,内从径缩而至提Ø7高选 反应器择机性架用。桥按梁钢照焊生接成产整能体。力的要求,每台炉可装 图3.11 三种SRT炉的反应管排列方式 裂(3)解短炉路1管6电、悬流吊加2在4热或辐,射将3室2低个中电央压管。、组大电,流增的电加源乙直接烯通产到管率壁。上,裂使解电能转变为热能。 用于烃产类物裂解离制开乙烯反及应其相管关后产品迅的速一种进生入产设一备种,为专目用前世急界冷上大型石油化工厂所普遍采用。 管4-带式接反锅管应炉的器T一(形种U透S呈X镜管)环状,;、由长径于比三很大种的反连续应操管作反采应用器。了不同 每一个的盘管管是径由及许多排半列径不方同式的半,圆其形管工子艺相连特接性成螺差旋异形式较,大螺旋中央留出Φ400mm的空间,便于安装和检修。

第四章管式反应器

第四章管式反应器



流体相中的反应物需向面体催化剂表面上传递,生成的反应产 物又需作反方向传递。 与化学反应进行的同时必然产生一定的热效应,于是固体催化 剂与流体间还存在着热量传递。 那么,固体催化剂上反应组分的浓度与流体相将是不同的;固 体催化剂的温度也与流体的温度不同。 如果两者间的传质和传热的速率很大,则两者的浓度及温度的 差异将很小。虽为多相催化反应,若忽略这些差异,则在动力 学表征上与均相反应并无两样。所以,根据这种简化假定而建 立的模型称为拟均相模型。 拟均相模型:忽略相间传递对反应的影响的模型。
已不足以描述整个反应过程,需分别对各关键组分作 物料衡算,以获得管式反应器的设计方程组。 如果在反应器中存在K个独立反应,就需要确定K个 组分来描述反应系统的状态,因此就需要可建立 K个 物料衡算方程。 dFi
Vr 0, Fi Fi 0 , i 1,2,K 同单一反应一样,只要将i组分的摩尔流量与转化速 率变化为转化率的函数,就可积分求出反应器体积。 实际反应过程中更关心反应的收率与选择性。
即所有流体粒子均以相同速度从进口向出口运动,就像一个活
塞一样有序地向前移动,故称之为活塞流。
3
活塞流假设( Plug (Piston) Flow Reactor 简称PFR )
返混(Back mixing) :在反应器中停留时间不同的流体粒子之间的


混合。返混又称逆向混合。 所谓逆向混合指的是时间概念上的逆向,既然活塞流假设径向流速 分布均匀,那么在同一横截面上所有流体粒子的停留时间必然相同, 自然不存在逆向混合。 活塞流模型还假设在流体流动的方向上即轴向上不存在流体的返混, 就整个反应器而言,如符合活塞流假设,则同一时刻进入反应器的 流体粒子必定在另一时刻里同时离开,即所有流体粒子在反应器内 的停留时间相同。(间歇反应器也是如此,因此间歇反应器中也不 存在返混) 活塞流反应器虽然不存在返混,但由于流体的主体流动和发生化学 反应的结果,各个横截面上反应物料的浓度和温度则可以是各不相 同的 。

管式反应器 (2)

管式反应器 (2)
管式反应器简介 管式反应器的发展 管式反应器的特点 管式反应器的分类 管式反应器的应用 管式反应器的展望

管式反应器问题为化学反应工程学科中的中心问题 之一。20 世纪40 年代起开始开发应用,反应器呈 管状,长径比很大,属于连续操作反应器。研究本 问题的主要目的在于探求管式反应器内物理因素和 化学因素的相互作用, 寻找最适宜的设计方法和最 佳的操作条件。





4.U形管式反应器 如图6所示,U形管式反应器 的管内设有多孔挡板或搅拌装置, 以强化传热与传质过程。U形管 的直径大,物料停留时间长,可 应用于反应速率较慢的反应,如 带多孔挡板的U 形管反应器被应 用于己内酰胺的聚合反应。带搅 拌装置的U 形管式反应器适用于 非均相物料或液固相悬浮物料, 如甲苯的连续硝化,蒽醌的连续磺化等反应器。


如深圳的许多具有排污及排洪双重作用的河流,由 于沿岸污水不断排入而受到严重污染,给附近居民 的工作、生活带来很大不便,甚至危及健康,同时 严重影响了流域周围环境和城市市容。采用管式电 反应系统对这些河流污水进行了处理研究,COD、 TP、SS 的去除率分别达到了81%、91%和89%。 此外,还有人利用管式电反应系统对五金加工废水 进行了处理,污染物种类为COD、磷酸盐、色度、 总锌,经处理COD、TP、SS、Zn 和色度的去除率 分别达到了94%、99.9%、89%、83%、和90%。
图2.水平管式反应器

2.立管式反应器 如下图所示为立管式反应器,它主要用于液相氨 化反应,液相加氢反应,液相氧化反应等工艺中, 它包括单程式立管反应器,和带中心插入管的立式 反应器,有时也将一束立管安装在一个加热套筒内 以节省地面。
图4.立管式反应器

管式反应器

管式反应器

(1)水平管式反应器 图3.1给出的是进行 气相或均液相反应常用的一种管式反应 器,由无缝钢管与U形管连接而成。这 种结构易于加工制造和检修。高压反应 管道的连接采用标准槽对焊钢法兰,可 承受1600-10000kPa压力。如用透镜面 钢法兰,承受压力可达10000-20000kPa
(2)立管式反应器
图3.2给出几种立管式反应 器。图3.2(a)为单程式 立管式反应器,图3.2(b )为带中心插入管的立管 式反应器。有时也将一束 立管安装在一个加热套筒 内,以节省安装面积,如 图3.2(c)所示。 立管式反应器被应用于 液相氨化反应、液相加氢 反应、液相氧化反应等工 艺中。
(a)单程式
(b)中心插入管式
管 式 反 应 器 的 特 点
(4)管式反应器适用于大型化和连续 化的化工生产。 (5)和釜式反应器相比较,其返混较 小,在流速较低的情况下,其管内流 体流型接近与理想流体。 (6)管式反应器既适用于液相反应, 又适用于气相反应。用于加压反应尤 为合适。
此外,管式反应器可实现分段温度控 制。其主要缺点是,反应速率很低时 所需管道过长,工业上不易实现。
邻硝基氯苯胺化
图3.16 用管式反应器生产邻硝基苯胺的工艺流程图 1-高压计量泵;2-混合器;3-预热器; 4-高压管式反应器;5-减压阀;6-氨蒸发器; 7-脱氨塔;8-脱氨塔釜
邻硝基氯苯胺化
图3.16即是用管式反应器生产邻硝基苯胺的 流程图,用高压计量泵分别将已配好的浓氨水 和熔融的邻硝基氯苯按15:1的物质的量之比 连续送入管式反应器中,管式反应器可采用短 路电流或道生油加热,反应物料在管道中呈湍 流状态,控制反应温度在225-230℃,物料在 反应管道中的停留时间约20分钟。通过减压阀 后已降为常压的反应物料,经脱氨装置回收过 量的氨,再经冷却结晶和离心过滤,即得到成 品邻硝基苯胺。

管式反应器和釜式反应器

管式反应器和釜式反应器

应用范围
适用于多种类型的反应,尤其是有 固体催化剂的反应
பைடு நூலகம்
适用于大规模的工业生产
添加标题
添加标题
适用于高压、高温的反应条件
添加标题
添加标题
适用于需要搅拌或混合的反应
优缺点分析
优点:釜式反应器适用于多种反应类型,如聚合、缩合、烷基化等;操作简单,易于控制。 缺点:釜式反应器由于搅拌作用,使得能耗较高;同时,反应釜体积较大,使得设备投资成本较高。
管式反应器和釜式反 应器的比较
XX,a click to unlimited possibilities
汇报人:XX
目录 /目录
01
点击此处添加 目录标题
02
管式反应器
03
釜式反应器
04
比较与选择
01 添加章节标题
02 管式反应器
结构特点
管式反应器由一根或多根管子组成,通常采用直管或盘管形式 管式反应器的长度与直径之比通常较大,以增加反应物的停留时间和减小反应物的返混 管式反应器适用于连续操作和批量生产,且具有较高的传热效率和良好的混合性能 管式反应器的结构简单,操作方便,但需要较高的操作压力和温度
汇报人:XX
比较:釜式反应 器具有较大的操 作弹性,适用于 多种反应类型; 管式反应器适用 于高转化率、小 批量生产,操作 简单
选择:根据生产 需求、物料特性、 反应类型等因素 综合考虑选择合 适的反应器类型
生产能力比较
管式反应器:适用于大规模生产,生产能力较强 釜式反应器:适用于小规模生产,生产能力相对较低 比较:管式反应器生产能力更强,适用于大规模生产 选择:根据生产规模和需求选择合适的反应器类型
经济性比较
投资成本:管式反应器通常较高, 但长期运行成本较低

管式反应器

管式反应器

du 4 F V0 由 Re = 其中 u = 2 d 4 FV 0 4VR 所以 d = ;L = 2 Re d
(2)先规定流体流速u,据此确定管径d,再计算 管长L,再检验Re是否>104
L = u ;d =
1 4VR 2 ( )
L
(3)根据标准管材规格确定管径d,再计算管长L, 再检验Re是否>104
设τ=τ时,A转化率为xA,对应的反应混合物的体 积流量为FV,于是
FV = FV 0 + FV 0 y A0 A x A = FV 0 (1 + y A0 A x A )
此时A组份的浓度为CA,所以
n A0 (1 x A ) C A0 (1 x A ) nA CA FV FV 0 (1 y A0 A x A ) 1 y A0 A x A PA0 (1 x A ) PA 所以 1 y A0 A x A PA0 - PA C A0 - C A 或x A xA PA0 (1 y A0 A ) C A0 (1 y A0 A )
第六章
管式反应器6.1物料在反应来自中的流动 6.2等温管式反应器的计算
6.3 变温管式反应器 6.4管式反应器与连续釜式反应器的比较 6.5循环反应器
6.6管式反应器的最佳温度序列
6.1 .1 管式反应器的特点、型式和应用
管式反应器既可用于均相反应又可用于多相反 应。具有结构简单、加工方便、传热面积大、 传热系数高、耐高压、生产能力大、易实现自 动控制等特点
n = nA0(1-xA)+nB0-bnA0xA/a+snA0xA/a+rnA0xA/a
= nA0+nB0+nA0xA((s+r-b)/a-1)

管式反应器--化工

管式反应器--化工

• 因此,反应器的物料处理量(即反应器入口处的关键组分 的体积流量):
Q0 Q0 Qr 1 Q0
2019/12/24
29
现对M点作组分A的物料衡算(是对组分A的物质量 进行衡算):
进入M点的物质的量: (量纲:kmol/h)
Q0CA0 QrCA Q0CA0 Q0CA0 1 XAf
平推流反应器的特征
(1)通过反应器的物料质点,沿同一方向以同一 流速流动,在流动方向上没有返混。
(2)所有物料质点在反应器中的停留时间都相同。 (3)同一截面上的物料浓度相同、温度相同。 (4)物料的温度、浓度沿管长连续变化。
2019/12/24
3
平推流反应器示意图
0
Z/2
Z
2019/12/24
4
dX A rA 2
1 2 3
2019/12/24
25
3.10.3.1 平推流反应器的并联操作
VR1 VR2 V01 V02
即:VR1:VR2
V01:V02
结论:并联操作的多个平推流反应器,只 要物料的体积流量按反应器的体积大小分 配,就可使组合反应器总的体积最小。同 时保证各个反应器的出口组成一致。
VR FA0
xA f 0
dxA rA
或,( / 4)D2Z FA0
xA f 0
dxA rA
E
2019/12/24
k k0 exp[ RT ]
19
2) 非绝热变温管式反应器
绝热反应器的不足之处在于:反应器的进出 口温差太大。如 如果为可逆放热反应,T↑,平衡转化率↓ (见P113图4.8) 产物分布的控制也不容易作到 (不利于提高 选择性) 对于可逆吸热反应,T↓速率变慢 。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

流程说明
一、 来自界区的烯烃在液位控制下进入D201 烯烃原料罐,经烯烃回收单元回收的烯烃也 送入D201,混合后的烯烃经进料泵 P200A/B 送进反应器系统。
二、来自界区的催化剂在流量控制下,进入 第一个环管反应器 R201。来自界区的氢气在 流量控制下,分两路分别进入R201和R202。
三、两个环管反应器内浆液的温度是通过 其反应器夹套中闭路循环的脱盐水系统 来控制的。
管式反应器传热方式
烟道气加热: 当反应的温度要求较高时,一般利用煤气, 天然气,石油加工废气或燃料油等燃烧 时产生的高温烟道气作为热源通过辐射 传热直接:聚丙烯的生产 环管聚丙烯通过催化剂的引发,在一 定温度和压力下烯烃单体聚合成聚烯烃, 聚合后的浆液经蒸汽加热后,高压闪蒸, 分离出的烯烃经烯烃回收系统回收循环 使用,聚合物粉末部分送入下一工段。
目 录
1. 2. 3. 4. 管式反应器简介 管式反应器的结构 管式反应器的传热方式 管式反应器的应用
管式反应器简介
在化工生产中,常常把反应器长度远大于其直 径即高径比大于100的一类反应器统称为管式反 应器。管式反应器是化工生产中应用较多的一种 连续操作反应器,在20 世纪40 年代起开始开发 应用。主要特点:比表面积大,容积小,返混少, 且能承受较高的压力,反应操作易于控制,但反 应器的压降较大,动力消耗大。 应用举例:乙酸裂解制乙烯酮,乙烯高压 聚合,对苯二甲酸酯化,椰子油加氢制脂肪醇等。
3.盘管式反应器 将管式反应器做成 盘管的形式,设备紧 凑,节省空间,但检 修和清刷管道比较麻 烦。
5
4. U形管式反应器
如图所示,U形管式反 应器的管内设有多孔挡 板或搅拌装置,以强化 传热与传质过程。U形 管的直径大,物料停留 时间长,可应用于反应 速率较慢的反应。
管式反应器传热方式
2
管式反应器的结构
1.水平管式反应器 如右图所示为一种进行气相 或均液相反应常用的水平管 式反应器,它由无缝管与U 形管连接而成。这种结构易 于加工制造和检修。
3
2. 如下图所示为立管式反应器,它主要用于液相氨 化反应,液相加氢反应,液相氧化反应等工艺中, 它包括单程式立管反应器,和带中心插入管的立式 反应器,有时也将一束立管安装在一个加热套筒内 以节省地面。
四、反应压力是在一定的进出物料的情况 下,通过反应器缓冲罐D202来控制的, 而D202的压力是通过E203加热蒸发烯烃 得到的。
谢谢!
1.套管传热
3.短路电流加热
2.套筒传热
4.烟道气加热
管式反应器传热方式
套管传热: 套管一般由钢板焊接而成,它是套在 反应器筒体外面能够形成密封空间的容 器,套管内通入载热体进行传热。
管式反应器传热方式
套筒传热: 把一系列管束构成的管式反应器放置 于套筒内进行传热。
管式反应器加热方式
短路电流加热: 将低压的交流电直接通到管壁上,利用 短路电流产生的热量进行高温加热。
相关文档
最新文档