催化反应工程（华东理工大学）第一二次课.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，2002 2G 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