间歇反应器作业

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间歇反应器

间歇反应器
加氢结果的检测,可以用与碘值有关的折射指数仪表在线检测,也可以直接用氢气的消耗量流量计进行标定。 棉子油加氢是一个非常复杂的化学反应,这是因为它既受化学过程的约束,又受传质过程的约束 。
的控制
应用动态规划分析方法求出了间歇反应器从初始状态转移到最终状态多阶段决策过程。时间为最优的控制压 力序列。
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பைடு நூலகம்
简介
在化工生产过程中,对于大批生产通常采用连续反应器。对于批量生产,特别是不同规格和产值高的产品,往 往采用间歇反应器。间歇反应器具有操作灵活、生产可变、投资低、上马快等特点。因此广泛应用于医药、农药、 染料和各种精细化工工业。由于分子量的分布是聚合物生产中的一个重要质量指标,因此橡胶、塑料生产中的聚 合反应最宜用间歇生产-的方式控制。在反应物和生成物中经常发生粘度的巨大变化(如爆聚现象),也往往迫使 反应器要停下清理 。
步骤
间歇反应器生产过程包括如下几个步骤: (1)将反应物和催化剂装入反应器,需要控制一定的量来保证反应容器中有足够的反应空间,防止反应器超 压。 (2)加热到操作温度。应采用一个联锁装置,禁止在反应器中的物料达到反应温度条件以前就添加反应物。 (3)终止反应。这通常要几小时。
的时间控制
间歇反应器的产品质量很不稳定,设备生产能力也相差很大,因人而异。这样,间歇反应器的自动控制间题就 显得格外重要,无疑,其发展的重要方向就是应用微型计算机实现最优控制。
间歇反应器
冶炼领域的化学反应装置
01 简介
03 的时间控制 05 的控制
目录
02 步骤 04 过程
间歇反应器是指间歇进行化学反应的装置。在化工生产过程中,对于大批生产通常采用连续反应器。对于批量 生产,特别是不同规格和产值高的产品,往往采用间歇反应器。间歇反应器具有操作灵活、生产可变、投资低、上 马快等特点。因此广泛应用于医药、农药、染料和各种精细化工工业。

间歇操作釜式反应器

间歇操作釜式反应器

06
安全与维护
安全操作规程
01
02
03
04
操作前检查
确保釜式反应器及其附件完好 无损,检查电源、气源等是否
正常。
严格控制工艺参数
如温度、压力、液位等,防止 超温、超压、溢锅等事故发生

操作中监护
操作人员应时刻关注釜式反应 器的运行状态,发现异常及时
处理。
操作后清理
对釜式反应器进行彻底清洗, 确保无残留物,保持设备清洁

定期维护保养
日常保养
每天对釜式反应器进行外观检查,确 保设备无异常;定期清理设备表面污 垢和残留物。
定期检查
根据设备使用情况,定期对釜式反应 器的关键部件进行检查,如传感器、 密封件、轴承等。
润滑保养
定期对釜式反应器的轴承、链条等运 动部件进行润滑保养,确保设备正常 运行。
维修保养
根据设备磨损情况,对釜式反应器进 行维修保养,更换磨损严重的部件, 确保设备性能稳定。
取样与分析
定期从反应器中取出样品 进行分析,以了解反应进 程和产物性质。
后处理阶段
冷却与出料
清洗与整理
待反应结束后,将反应器冷却至适宜 温度,然后打开反应器将产物取出。
对反应器进行彻底清洗,整理设备并 做好记录,为下一次操作做好准备。
分离与提纯
根据产物的性质和后续应用需求,进 行分离、提纯和精制操作,得到目标 产物。
间歇操作釜式反应器
• 简介 • 类型与结构 • 操作流程 • 影响因素 • 应用领域 • 安全与维护
01
简介
定义与特点
定义
间歇操作釜式反应器是一种在一定条 件下进行化学反应的设备,通常用于 小规模或中等规模的实验室或工业生 产。

间歇操作槽式反应器技术背景

间歇操作槽式反应器技术背景

间歇操作槽式反应器技术背景
间歇式反应器是一种间歇的按批量进行反应的化学反应器,液体物料在反应器内完全混合而无流量进出。

例如:水处理过程中,带有搅拌设备的按批量处理不连续运行的小水量处理池。

采用间歇操作的反应器叫做间歇反应器,其特点是进行反应所需的原料一次装入反应器,然后在其中进行反应,经一定的时间后,达到所要求的反应程度便卸除全部反应物料,其中主要是反应产物以及少量未被转化的原料。

间歇操作的反应器,是将所有反应物均在操作前一次加入,随着反应的进行,釜内温度、浓度和反应速度都随时间变化,一直进行至达到预定的转化率出料为止。

目前,间歇釜因其结构简单、操作方便、灵活性大而受到广泛应用,但是间歇釜的装料、卸料、检查及清洗设备等所需辅助时间长,造成劳动强度高,生产效率低,因此其结构急需改进。

与间歇式批量制造相比,由于对反应条件(例如温度、压力和反应时间)的高度控制,连续流制造提供了更高的产品质量和更少的批次间可变性。

出于同样的原因,流动化学技术使得化学家容易地进行反应,这在间歇批处理模式下式非常具有挑战性的。

该技术的模块化特性提供了更大灵活性,而且有助于将流动反应器的应用扩展到不同的工业过程,从而减少生产链事故。

此外,流动反应器系统的封闭环境提供了更安全的工作条件,防止操作员直接接触危险化学品。

设备小型需要更少的实验室空间,由于出色的传质和传热,反应器小型化本质上提高了反应质
量。

借助合适的过程分析技术(PAT)和模块的集成,连续流过程可以伸缩和自动化,从而加快生产保持产品质星并提高产品吞吐量。

伸缩过程也改善了制造过程的绿色方面,因为反应产物在用于下一步之前不需要分离和储存,而是可以直接流入下一个反应器。

化学反应工程网络作业

化学反应工程网络作业

2015-2016第一学期化学反应工程网络课堂作业1-1(B) 1.什么是间歇操作、连续操作?它们一般各有哪些主要特点?⑴间歇操作:将反应原料一次加入反应器,反应一段时间或达到一定的反应程度后一次取出全部的反应物料,然后进入下一轮操作。

特点:反应过程中既没有物料的输入,也没有物料的输出,不存在物料的进与出。

⑵连续操作:连续地将原料输入反应器,反应产物也连续地流出反应器。

特点:物料连续输入,产物连续输出,时刻伴随着物料的流动。

2. 根据反应物料的流动与混和状态,反应器可分为哪些类型?可分为:⑴理想流动模型(平推流反应器-PFR,全混流反应器-MFR或CSTR)⑵非理想流动模型3. 什么是流体的质点?停留时间分布、寿命分布和年龄分布分别是什么?什么又是返混?⑴流体的质点:代表一堆分子所组成的流体,它的体积比反应器的体积小到可以忽略,但其中所包含的分子足够多,具有确切的统计平均性质,如组成、温度、压力、流速;⑵①停留时间分布:由于连续反应器中的死角、沟流、短路等造成不同质点在反应器中的停留时间不同,形成停留时间分布;②寿命分布:反应器出口处质点的RTD;③年龄分布:仍然留在反应器中的质点的RTD;⑶返混:不同年龄质点间的混合—时间概念上的逆向。

连续流动反应器中,反应物料的参数随空间位置而变,不同空间位置的物料由于倒流、绕流、回流等流动状况,使不同年龄的质点混合。

1-2(B). 什么是关键组分和关键反应?关键组分:为了能够计算所有气体组分的摩尔数变化,至少应该知道多少化学物质的摩尔数如何变化,这些物质称为关键组分。

关键反应:为了说明所有组分的摩尔数变化,至少需要多少反应方程式,这些反应称之为关键反应。

1-3(B) 1.什么反应体积?反应体积V R,是反应混合物在反应器中所占的体积,对于气-固相催化或非催化反应,反应体积是反应器中颗粒床层的体积,它包括颗粒的体积和颗粒之间的空隙。

2.什么是空间速度?什么是接触时间?二者之间的关系?(1)空间速度(简称空速)(Space Velocity),以符号SV表示,是单体反应体积所能处理的反应混合物的体积流量。

常压间歇釜式反应器的操作与控制

常压间歇釜式反应器的操作与控制
态; 5、压力大于10atm,反应器联锁起动; 6、压力大于15atm,反应器安全阀起动。(以上压力
为表压)
任务2 连续操作釜式反应器的操作与控 制
工作任务 对高密度低压聚乙烯生产用连续操作釜式
反应器进行操作与控制。
4、其它 主反应的活化能大于副反应的活化能
二、常压间歇釜式反应器的操作与控制
1、开车
(1)备料 (2)进料 (3)开车 ①开启反应釜搅拌电机。 ②适当打开夹套蒸汽加热阀,观察反应釜内温度和
压力上升情况,控制适当的升温速度,逐渐使反 应温度、压力等工艺指标达到正常值。
12.2.5 组装前的注意事项
4
但釜内液位下降很

温度显示置零
测温电阻连线断
5
1、开大冷却水,打开高压冷却水阀。 2、关闭搅拌器,使反应速度下降。 3、如果气压超过12atm,打开反应釜放空阀。
停止操作,出料维修
开冷却水旁路阀调节
开出料预热蒸汽阀吹扫,拆下出料管用火烧化硫磺, 或更换管段及阀门。
改用压力显示对反应进行调节(调节冷却水用量)。 1、升温至压力为0.3~0.75atm停止加热; 2、压力为1.0~1.6atm开始通冷却水; 3、压力3.5~4atm以上为反应剧烈阶段; 4、压力大于7atm,相当于温度大于128℃处于故障状
12.2.5 组装前的注意事项
5.使用正确的安装方法,不可粗暴安装:在安装的过 程中一定要注意正确的安装方法,对于不懂不会的地方要 仔细查阅说明书,不要强行安装,稍微用力不当就可能使 引脚折断或变形。
6.把所有零件从盒子里拿出来(不要从防静电袋子中 拿出来),按照安装顺序排好,看看说明书,有没有特殊 的安装需求。
7.以主板为中心,把所有东西排好。在主板装进机箱 前,先装上处理器与内存;要不然过后会很难装,搞不好 还会伤到主板。此外在装AGP与PCI卡时,要确定其安装 牢不牢固,因为很多时候,上螺丝时,卡会跟着翘起来。 如果撞到机箱,松脱的卡会造成运作不正常,甚至损坏。

第5章 间歇式反应器05

第5章 间歇式反应器05

• 3. 衡算方程 必须在控制体积内进行。 • 物料衡算: • 积累=进入-流出+产生-消耗 • 能量衡算: • 积累=输入-输出+产生-消耗
5.2 间歇操作搅拌槽式反应器 (BSTR)
• Batch Stired Tank Reactor • 间歇操作搅拌槽式反应器的操作时间系由反应时间和辅助时间 两部分组成。 • 反应时间 tr,即开始进行反应直到达到所要求的反应程度为止 所需要的时间,常以 tr表示,它的大小与该反应的动力学与所 要求的反应程度有关;可通过动力学模型进行计算。, • 辅助操作时间tb,包括装料、灭菌、卸料、清洗等所需时间之 总和,以tb表示。tb是根据生产经验来确定的。 • 间歇搅拌槽式反应器,有两个主要特性:一是在反应进行过程 中无物料的输人和输出;二是反应器内物料充分混合,浓度、 温度均一,而且反应物系的浓度仅随反应时间而变化。因此可 以对整个反应器做物料平衡。
tr
(5-17)
LVR
tr
dCS (1 L )VRrS dt
L C 1 K m ln S 0 CS 1 L rmax
(5-21)
• 对于内扩散阻力可忽略的M-M方程:
• 积分:
L 1 L

X
1 dC CS0 r S
C
S
S
1 C tr L [(CS0 CS ) Km ln S0 1L rmax CS
• 3)大型化生物反应器的开发研究。 生物反应 器正向大型化方向发展。例如:生产抗生素的 发酵罐容积已达400m3,氨基酸的达300m3, 生产单细胞蛋白的气升式发酵罐达2300m3, 处理废水的生化反应器的容积甚至超过 27000m3,国内生物反应器的容积多在200m3 以下。反应器的放大降低了生产成本,但大型 反应器的设计还存在一定的技术问题亟待解决; • 4)特殊要求的新型生物反应器的研制开发。 )特殊要求的新型生物反应器的研制开发 如基因产品生产、细胞固定化及动植物细胞培 养的工业反应器,固体发酵反应器、边发酵边 分离反应器等的开发研制。 • 5)反应条件的检测与自动控制。

第三章 间歇反应器

第三章 间歇反应器

净的得益为: 净的得益为:
W (θ R ) WT
最佳的θ 值可由下式求得: 最佳的 R值可由下式求得:
d [W (θ R ) WT ] = 0 dθ R

dW (θ R ) = WR dθ R
从方程(3-23)可得: 可得: 从方程 可得
dW (θ R ) N dx r = (W ) A0 A = (W )V A dθ R | a A | dθ R | aA | θ
qAk T = 613 65 x A + θ mt c p
令 qAk=52.8kW
qAk (52.8kW) = = 0.0927K/s mi c p (227kg)(2.51kJ/kg K)
物料衡算: 物料衡算:
dx A 1 22450 C A0 (1 x A ) exp(35.2 = ) dθ 60C A0 T
N p NA (1 x A ) 1 xA = p t A0 = p A0 ( t ) Nt N t 0 (1 + ε A x A ) 1 + ε A x A pt 0
p A = pt
级反应为例, 以n级反应为例, 级反应为例
(1 + ε A x A ) θ= n 1 ∫x n A0 (1 x A ) kC A0 1
3.3.a 最优间歇反应操作时间
设化学品A 每公斤分子的价格为w 设化学品 j每公斤分子的价格为 j,则反应前后 反应混合物的净增值为: 反应混合物的净增值为:
W (θ ) = ∑ w j ( N j N j 0 ) = ∑ w j ∑ aijξi = ∑ (W )i ξ i
j =1 j =1 i =1 i =1 N N M M
等温操作 T= 613 K 绝热操作 q=0 5.28 52.8 105.8 158.9

反应工程作业题答案

反应工程作业题答案

1.1在银催化剂上进行甲醇氧化为甲醛的反应:3222C H O H O 2H C H O 2H O +→+32222C H O H 3O 2C O 4H O +→+进入反应器的原料气中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:1.3(摩尔比),反应后甲醇的转化率达72%,甲醛的收率为69.2%。

试计算(1) 反应的选择性;(2) 反应器出口气体的组成。

解:(1)由(1.7)式得反应的选择性为:0.629Y S 0.961196.11%X 0.720====(2)进入反应器的原料气中,甲醇:空气:水蒸气=2:4:1.3(摩尔比),当进入反应器的总原料量为100mol 时,则反应器的进料组成为组分 摩尔分率y i0 摩尔数n i0(mol) CH 3OH 2/(2+4+1.3)=0.2740 27.40 空气 4/(2+4+1.3)=0.5479 54.79 水 1.3/(2+4+1.3)=0.1781 17.81 总计 1.000 100.0设甲醇的转化率为X A ,甲醛的收率为Y P ,根据(1.3)和(1.5)式可得反应器出口甲醇、甲醛和二氧化碳的摩尔数n A 、n P 和n c 分别为:n A =n A0(1-X A )=7.672 mol n P =n A0Y P =18.96 moln C =n A0(X A -Y P )=0.7672 mol结合上述反应的化学计量式,水(n W )、氧气(n O )和氮气(n N )的摩尔数分别为:n W =n W0+n P +2n C =38.30 moln O =n O0-1/2n P -3/2n C =0.8788 mol n N =n N0=43.28 mol所以,反应器出口气体组成为:组分 摩尔数(mol ) 摩尔分率% CH 3OH 7.672 6.983 HCHO 18.96 17.26 H 2O 38.3 34.87 CO 2 0.7672 0.6983 O 2 0.8788 0.7999 N 2 43.28 39.392.3已知在Fe-Mg 催化剂上水煤气变换反应的正反应动力学方程为: 20.850.4/-=⋅w C OC O r k y y k m o lk g h式中y CO 和y CO2为一氧化碳及二氧化碳的瞬间摩尔分率,0.1MPa 压力及700K 时反应速率常数k W 等于0.0535kmol/kg.h 。

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VJ:冷却水在充满过程中在夹套中的体积。 VJTJ:冷却水充满过程中的模型方程所用的项; RAMP:给定值PSET随时间的变化率; PRINT:打印语句,循环之前打印出大的标题
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从 100 行 开 始 进 入积分循环计算 过程 1: 计 算 速 率 常 数 K1,K2。 2. 变 送 器 方 程 : 求出PTT; 3. 控制器方程: 由变送器来的温 度信号求出其输 出气压信号PC。 4. 阀门方程:求 出蒸汽阀和冷却
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结束
间பைடு நூலகம்反应器
ALPHA1,ALPHA2:指前因子,分别用于求取反应 速率常数K1,K2。 AVP,BVP:组分的饱和蒸汽压方程系数(由温度求 蒸汽压) DELTA:积分时间步长;
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KC:控制器方程系数。 TPRINT:用来控制打印时间的间 隔; PJ:夹套压力; DENS:由TJ,PJ计算出水蒸气密度; PSET:给定气动压力信号的初值。 START:指示是否加热或冷却; 初值1;在随后的程序中被修 改; FWO:冷却水流量; FULL:指示夹套是否被冷却水充 满
}
间歇反应器作业
计算框图:
赋初值和给定值 进入循环 计算反应速率常数K1,K2 列出变送器、控制器、阀门方程,最终 计算出阀门开度XW,XS 判断夹套加热或冷却,START>0加热;<0冷却
蒸气加热的方程组
冷却过程(判断是否充满FULL) 充满前方程 充满后方程
反应液和金属壁的方程组 进行积分得到新值 否,继续循环 判断时间是否停止
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从100行开始进入积分循环计 算过程 6.如果加热,则写出加热时的 方程;求出新的密度值DENS后 ,进行一个迭代循环过程计算 TJ,然后由TJ计算PJ。
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从100行开始进入积分循环计算 过程 7.如果冷却,则写出冷却时的 方程;首先求出由阀门开度求 出冷却水的流量,令与水蒸气 加热相关变量=0; 然后利用FULL变量值判断是否 处于充满状态;如果未充满, 则计算传热面积AO,冷却水体 积VJ新值(积分),以及传热 量QJ,导数项VJTJ的新值,并 求出TJ。
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• do • { • //计算速率常数 • k1 = a1* pow(e,-E1/(1.99*(T+460))); • k2 = a2* pow(e,-E2/(1.99*(T+460))); • • //需要写出变送器、温度控制器、两个阀门的方程
• • • • • • • • • • • • • • • • • • // XS:蒸气阀门开度, XW:冷却水阀门开度 //判断夹套处于加热或冷却过程, 利用START变量 if(START>0)//加热过程 { //写出水蒸气加热的加套的方程组 } else//冷却过程 { //判断是否充满 if(FULL>0)//已经充满 {//写出充满后的方程 } else//未充满 { //写出未充满时的方程组 Slide 12 }
从100行开始进入积分循环计 算过程 5: 利用START的值判断处于加 热或冷却过程。。 6.如果加热,则写出加热时的 方程;首先求出蒸汽流量(由 阀门开度XS和压力差35-PJ), 以 及 传 热 量 QJ 和 冷 凝 液 的 量 WC,然后就可以写出常微分 导数项方程DENDOT,并进行积 分求出新的密度值DENS。
从100行开始进入积分循环计算过程 9. 对CA,CB,T,TM利用导数项CADOT,CBDOT,TDOT,TMDOT进行积分,得到新的CA,CB,T,TM 值。
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从100行开始进入积分循环计算过程 10.进行判断,是否达到结束时间,打印输出语句,并且对时间进行累加,最后返回 100行语句循环计算 。
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从100行开始进入积分循环计算过程 8.如果已经充满,则按充满后的夹套方程写出,首先求出Q传热量(后面夹套能量衡 算方程要用到Q)。求出导数项TJDOT,并进行积分得到新的TJ值。然后就可以写出 CA,CB,T,TM的导数项CADOT,CBDOT,TDOT,TMDOT。
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