催化反应工程华东理工大学第一二次.ppt

催化反应工程,应 卫 勇，江洪波,催化反应工程,催化反应工程,化学反应工程 大三 已学,催化反应工程,硕士 一年 催化反应工程,催化反应工程,O级,2级,1级 转化率于,无关,催化反应器：产量已定,基本问题：放热反应移热；吸热反应供热 以移热为例：换热方式，催化床是绝热的，段间换热；内冷自热式 催化床中插入冷管 催化剂装在管内可逆放热反应的平衡,催化反应工程,固体催化剂颗粒 传质，压力降流体流动，压力降轴向流动，径向流动，轴径向流动流体分布 还有材质，直径，反应器制造，运输,催化反应工程,一合成氨工业中的催化反应器,Topse s-200型氨合成器,看设备图各主要部分气体流动催化剂装卸热膨胀,高温高压设备耐温不受压，耐压不受高温,二炼油工业中的催化反应器,催化裂化反应器,催化重整反应器,加氢裂化反应器,催化剂粒度20-100m的微粒时间短 2-4秒，催化剂结焦失活，流态化催化反应器反应器再生器,催化反应工程,催化反应工程,三基本有机化工中的催化反应器,平行 连串 平行连串反应系统,反应器进口气体组成，操作压力，操作温度，产量,温度,深度氧化的副反应，活化能大于主反应，反应热大于主反应的；降低温度有利，若温度高，副反应加剧，飞温，可能烧坏催化剂，反应器,平衡常数与温度的关系若在某一温度下，平衡常数小，可提高操作压力,移热问题,反应速率与活性温度,催化反应工程,流态化技术,气体分布颗粒的流动特性特征流速,床层的膨胀与压降气泡行为乳相行为,流化床的热、质传递颗粒夹带与分离数学模型,催化反应工程,朱开红，袁渭康编著.化学反应工程分析，北京：高等教育出版社，20022G F Froment,K B Bischoff.Chemical Reactor Analysis and Design 2nd ed.New York:Wkley&Sons,1990,参考书目,催化反应工程,教 材,朱炳辰，翁惠新，朱子彬编著.催化反应工程，北京：中国石化出版社，2001,催化反应器的数学模型,实例 上海焦化有限公司年产20万吨甲醇合成反应器 反应器内径4m,反应管数6705根，催化剂44m3,催化反应工程,兖矿鲁南化工公司年产10万吨甲醇装置,1995年 筹建1998年3月 华东理工大学提交反应器基础设计1999年 反应器制造完成2000年初 安装2000年5月 投产成功，产品达到美国US AA级 甲醇标准,催化反应工程,反应器模拟设计必须具备的条件,1 反应过程：反应物系、催化剂、操作条件、转化率、选择性、收率,2 热力学：物性参数、粘度、导热系数、扩散系数、状态方程、平衡 常数、逸度系数、反应热,3 反应动力学：,4 质量、热量传递过程：,催化反应工程,一.基础数学模型,1 一维拟均相理想置换模型,2 一维非均相理想置换模型,催化反应工程,3 二维拟均相数学模型,4 一维非均相返混模型,催化反应工程,二.基本计算方程 建立模型,催化反应工程,三.最佳操作参数 1.反应温度,催化反应工程,2.操作压力,3.反应物的初始组成4.空速5.催化剂的颗粒,催化反应工程,1 绝热反应器,催化反应工程,单管逆流反应器,管壳型反应器,催化反应工程,催化反应工程,作业（习题1）：,催化反应工程,