化学反应工程课件 第一章1.pdf

课程沿革课程沿革 1985年 年 1990年反应器年反应器 1991年 年 2002年化学反应工程年化学反应工程 2002年 年 2005年化学反应工程 校优秀课年化学反应工程 校优秀课 2006年化学反应工程 校精品课年化学反应工程 校精品课 2007年化学反应工程 省精品课年化学反应工程 省精品课 2008年化学反应工程分析年化学反应工程分析 省研究生创新课省研究生创新课 化学反应工程是化学反应工程是20世纪世纪50 年代发展起来的一门工程学科 利用自然科学的原理考查 解释和处理化学反应过程中的 工程实际问题 年代发展起来的一门工程学科 利用自然科学的原理考查 解释和处理化学反应过程中的 工程实际问题 绪论绪论 1 均相反应动力学均相反应动力学 2 理想均相反应器理想均相反应器 3 讲授内容讲授内容 反应器中的混合现象反应器中的混合现象 4 气固相反应动力学和反应器气固相反应动力学和反应器 5 气液反应动力学和反应器气液反应动力学和反应器 6 化工学科的特点化工学科的特点化工学科的特点化工学科的特点 From Chemical Engineering to Process Engineering From Chemical Engineering to Process Engineering 第第第第190190190190次香山科学会议 次香山科学会议 次香山科学会议 次香山科学会议 2002200220022002 9 9 9 9 化工产品是如何生产的 化工产品是如何生产的 肥皂是如何制出来的肥皂是如何制出来的肥皂是如何制出来的肥皂是如何制出来的 How does the soap produced How does the soap produced 铁矿制备钛白粉铁矿制备钛白粉 From iron ore to TiO2 生物柴油 biodiesel 的生产过程 R1C O CH2 CHR1C O R1C O CH2 O OCH3 O OCH3 CH3OH HOC O CH2 CHHOC O HOC O CH2 从磷矿石生产磷酸从磷矿石生产磷酸 Process of Leaching Phosphate Ore 化工设备化工设备 Chemical industry equipments 石油化工厂概貌 环氧乙烷装置环氧乙烷装置 流化床催化裂化装置流化床催化裂化装置 催化裂化联合装置催化裂化联合装置 常减压蒸馏常减压蒸馏 第第1章 绪论 章 绪论 Introduction 本章本章本章本章 讲授讲授讲授讲授 内容内容内容内容 5 5反应器的设计与基本过程反应器的设计与基本过程 反应器的设计与基本过程反应器的设计与基本过程 1 1化学工程的发展历史化学工程的发展历史 化学工程的发展历史化学工程的发展历史 4 4 反应器的操作方式反应器的操作方式反应器的操作方式反应器的操作方式 6 6工业反应器的放大工业反应器的放大 工业反应器的放大工业反应器的放大 2 2化学反应工程简介化学反应工程简介 化学反应工程简介化学反应工程简介 3 3化学反应器的类型化学反应器的类型 化学反应器的类型化学反应器的类型 一 化学反应工程的发展历史一 化学反应工程的发展历史 1 化学工业的发展过程化学工业的发展过程 1 第一阶段 化学工艺学阶段 第一阶段 化学工艺学阶段 化学工业 将原料经化学和物理方法加工而获得产品的工业过程 化学工业 将原料经化学和物理方法加工而获得产品的工业过程 在二十世纪以前的几百年时间里 出现了许多化学工业 如硫酸工业 制碱工业 制糖工业 造纸工业 皮革工业等 在二十世纪以前的几百年时间里 出现了许多化学工业 如硫酸工业 制碱工业 制糖工业 造纸工业 皮革工业等 化学工艺学 化学工艺学 介绍每种工业从原料到产品的生产过程 这是最早的化学工程学 介绍每种工业从原料到产品的生产过程 这是最早的化学工程学 化学工业的诞生 从从18世纪中叶至世纪中叶至20世纪初是化学工业的初级阶段 在这一 阶段 世纪初是化学工业的初级阶段 在这一 阶段无机化工无机化工已初具规模 已初具规模 有机化工有机化工正在形成 正在形成 高分子化 工 高分子化 工处于萌芽时期 第一个化工厂是在 处于萌芽时期 第一个化工厂是在18世纪世纪40年代于英国建立的年代于英国建立的铅室法铅室法硫酸厂 硫酸厂 硫磺和硝石 化学工业的诞生 1791年法国科学家年法国科学家N 吕布兰吕布兰以食盐为原料建厂 制得纯碱 标志着化学工业的诞生 以食盐为原料建厂 制得纯碱 标志着化学工业的诞生 无机化工无机化工 用海盐与硫酸反应 生成硫酸钠 再与石 灰石和煤一起煅烧 用海盐与硫酸反应 生成硫酸钠 再与石 灰石和煤一起煅烧 900 1000 而成 纯碱 而成 纯碱 1791 1793年 建成了第一座工厂 这 一发明很快得到了广泛应用 此法沿用了一个世纪左右 直到 年 建成了第一座工厂 这 一发明很快得到了广泛应用 此法沿用了一个世纪左右 直到19世纪末 才由索尔维法所取代 他的主要著作有 结晶技术 等 世纪末 才由索尔维法所取代 他的主要著作有 结晶技术 等 第一步第一步利用硫酸将食盐转变为硫酸钠 利用硫酸将食盐转变为硫酸钠 气体洗涤器 气体洗涤器 2NaCl H2SO4 Na2SO4 2HCl 第二步第二步将硫酸钠与木炭 石灰石在炉中共热将硫酸钠与木炭 石灰石在炉中共热900 1000 炉中 硫酸钠与木炭作用后生成硫化钠和一氧化碳 炉中 硫酸钠与木炭作用后生成硫化钠和一氧化碳 旋转炉 旋转炉 Na2SO4 4C Na2S 4CO 接着硫化钠与石灰石进行反 应 生成碳酸钠和硫化钙 接着硫化钠与石灰石进行反 应 生成碳酸钠和硫化钙 Na2S CaCO3 Na2CO3 CaS 由于产物中混有未反应的黑炭 因此产物成黑色灰状物 称为 黑灰 黑灰中含 由于产物中混有未反应的黑炭 因此产物成黑色灰状物 称为 黑灰 黑灰中含40 45 的碳酸钠 的碳酸钠 第三步第三步将黑灰用水将黑灰用水浸取浸取 浸溶装置 浸溶装置 溶液经溶液经浓缩浓缩后碳酸钠后碳酸钠结 晶 结 晶析出析出 带旋转刮刀的特兰炉 带旋转刮刀的特兰炉 硫化钙不易溶于水 沉淀成渣子被弃掉 硫化钙不易溶于水 沉淀成渣子被弃掉 2 第二阶段 单元操作 2 第二阶段 单元操作 Unit Operations 从从20世纪初至战后的世纪初至战后的60 70年代 这是化学工业真正成为 大规模生产的主要阶段 一些主要领域都是在这一时期形 成的 年代 这是化学工业真正成为 大规模生产的主要阶段 一些主要领域都是在这一时期形 成的 合成氨合成氨和和石油化工石油化工得到了发展 得到了发展 高分子化工高分子化工进行了 开发 进行了 开发 精细化工精细化工逐渐兴起 逐渐兴起 合成氨工业合成氨工业 20世纪初期 世纪初期 F 哈伯提出氮气和氢气直接合成氨的催化方法 催化 极为含有少量钾 镁 铝 钙做助催化剂的铁催化剂 哈伯提出氮气和氢气直接合成氨的催化方法 催化 极为含有少量钾 镁 铝 钙做助催化剂的铁催化剂 直接合成法直接合成法 Click to add text Click to add text Click to add text Click to add text Click to add text Click to add text 氰化法制氨氰化法制氨 合成氨工业发展史 合成氨工业发展史 history of synthetic ammonia industry 1898年德国人年德国人A 富兰克和富兰克和N 卡罗发现氰化法 并获 得专利 卡罗发现氰化法 并获 得专利 1905年 德国氮肥公司建成世界上第一座 生产氰氨化钙的工厂 年 德国氮肥公司建成世界上第一座 生产氰氨化钙的工厂 1913年 巴登苯胺纯碱公司工业化1913年 巴登苯胺纯碱公司工业化 1905年 年 F 哈伯获得实验数据 哈伯获得实验数据 19世纪下半叶 认识世纪下半叶 认识 反应可逆 高压 较低 温度 催化剂有利于反 应 德国物理化学的权 威能斯特提供了一组实 验数据 依此法国化学 家勒夏特列进行试验引 起爆炸 反应可逆 高压 较低 温度 催化剂有利于反 应 德国物理化学的权 威能斯特提供了一组实 验数据 依此法国化学 家勒夏特列进行试验引 起爆炸 1905年德国物理化学家年德国物理化学家 F 哈伯进行一系列实验 证实了能斯特的计算是错 误的 在一位来自英国的 学生洛森诺的协助下 哈伯进行一系列实验 证实了能斯特的计算是错 误的 在一位来自英国的 学生洛森诺的协助下 1909年确定在年确定在600 的高 温 的高 温 200个大气压和锇为 催化剂的条件下 能得到 产率约为 个大气压和锇为 催化剂的条件下 能得到 产率约为6 的合成氨 在卡尔斯鲁厄大学建立了 一个 的合成氨 在卡尔斯鲁厄大学建立了 一个80g h的实验装置 的实验装置 德国巴登苯胺纯碱公司在德国化学家德国巴登苯胺纯碱公司在德国化学家A 米塔斯提议下 于米塔斯提议下 于1912年用年用2500种不 同的催化剂进行了 种不 同的催化剂进行了6500次试验 研制 成功含有钾 铝氧化物作助催化剂的 价廉易得的铁催化剂 该公司的工程 师 次试验 研制 成功含有钾 铝氧化物作助催化剂的 价廉易得的铁催化剂 该公司的工程 师C 博施解决高温下氢气对钢材的腐 蚀 于 博施解决高温下氢气对钢材的腐 蚀 于1912年在德国奥堡建成世界上 第一座日产 年在德国奥堡建成世界上 第一座日产30t合成氨的装置 合成氨的装置 1913年年 9月月9日开始运转 日开始运转 Fritz Haber 1868 1934 卡尔卡尔 博施 博施 1874 1940 脱碳 脱硫 脱碳 脱硫 造气造气造气造气 净化净化净化 原 料 净化 原 料 液氨分离 压缩合成 液氨分离 压缩合成 液氨分离 压缩合成 液氨分离 压缩合成 合成氨合成氨合成气合成气 合成气合成气 合成氨的生产总流程合成氨的生产总流程 以氢气 一氧化碳为主要组分供化学合成用的一种原料气 按 合成气的不同来源 组成和用途 它们也可称为煤气 合成氨 原料气 甲醇合成气等 合成气的原料范围极广 生产方法甚 多 用途不一 组成 体积 有很大差别 以氢气 一氧化碳为主要组分供化学合成用的一种原料气 按 合成气的不同来源 组成和用途 它们也可称为煤气 合成氨 原料气 甲醇合成气等 合成气的原料范围极广 生产方法甚 多 用途不一 组成 体积 有很大差别 H2 32 67 CO 10 57 CO2 2 28 CH4 0 1 14 N2 0 6 23 原料 煤 油 天然气 油页岩 石油砂 农林废料 城市垃圾 原料 煤 油 天然气 油页岩 石油砂 农林废料 城市垃圾 石油化工石油化工 1920年美国用丙烯生产异丙醇 这是大规模发展石 油化工的开端 年美国用丙烯生产异丙醇 这是大规模发展石 油化工的开端 1939年美国开发了临氢催化重整过程 这成为芳烃 的重要来源 年美国开发了临氢催化重整过程 这成为芳烃 的重要来源 1941年美国建成第一套以炼厂气为原料用管式炉裂 解制乙烯的装置 年美国建成第一套以炼厂气为原料用管式炉裂 解制乙烯的装置 1951年 以天然气蒸汽转化法得到一氧化碳及氢 发展碳一化学 年 以天然气蒸汽转化法得到一氧化碳及氢 发展碳一化学 200 240 360 370 C1 C5轻质烷烃和少量轻油轻质烷烃和少量轻油 380 400 2 8kPa 常减压蒸馏工艺流程常减压蒸馏工艺流程 130 160kPa 气提法用于脱除液体中溶解 气体和某些挥发性物质 即 载气通入混合液中 使之相 互充分接触 使其中溶解气 体和挥发性物质穿过气液界 面 向气相转移 从而达到 脱除的目的 常用空气或水 蒸汽作载气 前者称为吹 脱 后者称为气提 气提法用于脱除液体中溶解 气体和某些挥发性物质 即 载气通入混合液中 使之相 互充分接触 使其中溶解气 体和挥发性物质穿过气液界 面 向气相转移 从而达到 脱除的目的 常用空气或水 蒸汽作载气 前者称为吹 脱 后者称为气提 高分子化工高分子化工 1937年德国法本公司开发丁苯橡胶获得成功年德国法本公司开发丁苯橡胶获得成功 1937年美国年美国 W H 卡罗瑟斯成功地合成尼龙卡罗瑟斯成功地合成尼龙 66 1939年高压聚乙烯 低压聚乙烯 等规聚丙烯开发成功 第二次世界大战后 工程塑料逐渐成为塑料的大品种 年高压聚乙烯 低压聚乙烯 等规聚丙烯开发成功 第二次世界大战后 工程塑料逐渐成为塑料的大品种 精细化工 发明了活性染料 分散染料 阳离子染料 此 外 还有用于激光 液晶 显微技术等特殊染料 精细化工 发明了活性染料 分散染料 阳离子染料 此 外 还有用于激光 液晶 显微技术等特殊染料 40年代瑞士年代瑞士P H 米勒发明第一个有机氯农药滴滴涕 之后 又开发了有机氯 有机磷杀虫剂 拟除虫 菊酯 米勒发明第一个有机氯农药滴滴涕 之后 又开发了有机氯 有机磷杀虫剂 拟除虫 菊酯 1928年 英国年 英国A 弗莱明发现青霉素抗菌素药物 第二次世界大战后 丁苯胶乳制成水性涂料 成为 建筑涂料的大品种 弗莱明发现青霉素抗菌素药物 第二次世界大战后 丁苯胶乳制成水性涂料 成为 建筑涂料的大品种 人类认识水平的提高人类认识水平的提高 在发展过程中 通过学习和实践 人们 逐渐认识到各种过程存在相同的加工步 骤 譬如 无论是在制糖 制盐还是在 化肥生产中 从溶液中蒸发液体所遵循 的原理都是相同的 在发展过程中 通过学习和实践 人们 逐渐认识到各种过程存在相同的加工步 骤 譬如 无论是在制糖 制盐还是在 化肥生产中 从溶液中蒸发液体所遵循 的原理都是相同的 单元操作概念的提出 George Edwards Davis 1850 1907 Arthur Dehone Little 1863 1935 1922年 英国年 英国G E 戴维斯戴维斯和美国的和美国的A D 利特尔利特尔等人 提出 等人 提出 不论化工生产的工艺如何千差万别 但它们却在许多 典型设备中进行着原理相同的物理过程 不论化工生产的工艺如何千差万别 但它们却在许多 典型设备中进行着原理相同的物理过程 这一新的见解在美 国化工学会的年会上取得了公认 从而引出了 这一新的见解在美 国化工学会的年会上取得了公认 从而引出了 单元操作 单元操作 Unit Operations 的概念 即的概念 即 化工原理化工原理 最早提出的单元操作是最早提出的单元操作是蒸发蒸发 之后陆续提出了 之后陆续提出了流体流动流体流动 干燥干燥 吸收吸收 精馏精馏 萃取萃取 过滤过滤等单元操作 等单元操作 单元操作单元操作 是化学工程学科发展中的第一个概括是化学工程学科发展中的第一个概括 第一个里程碑 第一个里程碑 20世纪之后的化学工程学科主要以这些单元操作作为研究 和学习的主要内容 把千变万化的工艺过程概括成 世纪之后的化学工程学科主要以这些单元操作作为研究 和学习的主要内容 把千变万化的工艺过程概括成 单元操作单元操作 是生产力发展到 一定水平的反映 于此同时化工单元操作的理论迅速成为 发展化学工业的重要基石 是生产力发展到 一定水平的反映 于此同时化工单元操作的理论迅速成为 发展化学工业的重要基石 蒸发流体流动蒸发流体流动 干燥 吸收 干燥 吸收 精馏过滤精馏过滤 3 第三阶段 传递过程 第三阶段 传递过程 Transport Process 当单元操作被了解得更加深化以后 人们又发现在各单 元操作之间存在着共性 例如 过滤只是 当单元操作被了解得更加深化以后 人们又发现在各单 元操作之间存在着共性 例如 过滤只是流体流动流体流动的一个特 例 蒸发只不过是 的一个特 例 蒸发只不过是传热传热的一种形式 萃取 吸收都包含着的一种形式 萃取 吸收都包含着质 量的传递 质 量的传递 干燥与精馏则是 干燥与精馏则是传热与传质传热与传质同时并存的操作 同时并存的操作 传递过程传递过程 的形成标志着化学工程发展到了一个新的高度的形成标志着化学工程发展到了一个新的高度 第二个里程碑 第二个里程碑 于是在于是在20世纪中期以后 人们在单元操作的基础上 进一步 综合其中有关 世纪中期以后 人们在单元操作的基础上 进一步 综合其中有关动量动量 热量热量和和质量传递质量传递的共同规律发展起的共同规律发展起 传递 过程 传递 过程 这门新学科 这门新学科 4 第四阶段 第四阶段 三传一反三传一反 化学反应过程与传递过程共同起作用的一门学科 化学反应过程与传递过程共同起作用的一门学科 如何称谓 如何称谓 1957年 第一届国际化学反应工程会议上 确定了学科名称 年 第一届国际化学反应工程会议上 确定了学科名称 化学 反应工程 化学 反应工程 是一门研究化学反应的工程问题的学科 即 研究化学 反应如何在工业上实现的科学 即如何把一个化学反应实现工程化 是一门研究化学反应的工程问题的学科 即 研究化学 反应如何在工业上实现的科学 即如何把一个化学反应实现工程化 动量传递 热量传递 质量传递及化学动力学 可概括为动量传递 热量传递 质量传递及化学动力学 可概括为 三传一反三传一反 第三个里程碑 第三个里程碑 釜式反应器釜式反应器 釜式反应器中流体的流 动状态的三维动态模拟 釜式反应器中流体的流 动状态的三维动态模拟 无论是化学工业还是冶金 石油炼制和能源加工等工业过 程 采用化学方法将原料加工成为有用的产品时 生产过 程一般包括如下三个组成部分 无论是化学工业还是冶金 石油炼制和能源加工等工业过 程 采用化学方法将原料加工成为有用的产品时 生产过 程一般包括如下三个组成部分 第 和 两部分属于第 和 两部分属于单元操作单元操作的研究范围 而 部分 是 的研究范围 而 部分 是化学反应工程化学反应工程的研究对象 是生产过程的核心 的研究对象 是生产过程的核心 二 化学反应工程简介二 化学反应工程简介 1 典型的化学加工过程典型的化学加工过程 化学反应工程是化学工程学科的一个重要分支 主要包括 两方面的内容 即 化学反应工程是化学工程学科的一个重要分支 主要包括 两方面的内容 即反应动力学反应动力学和和反应器设计反应器设计 反应动力学 反应动力学 研究化学反应进行的机理和速率 以获得工 业反应器设计与操作所需的动力学信息 如反应模式 速 率方程及反应活化能等 研究化学反应进行的机理和速率 以获得工 业反应器设计与操作所需的动力学信息 如反应模式 速 率方程及反应活化能等 反应器设计分析 反应器设计分析 研究反应器内上述因素的变化规律 找 出最优工况和适宜的反应器型式和尺寸 研究反应器内上述因素的变化规律 找 出最优工况和适宜的反应器型式和尺寸 化学反应动力学是研究反应本身的规律 而反应器总体的性态与 反应器内各局部的状况有关 所以可以说 化学反应动力学是研究反应本身的规律 而反应器总体的性态与 反应器内各局部的状况有关 所以可以说反应动力学从点上着眼反应动力学从点上着眼 而 而反应器的设计与分析则从面上 体上 着手反应器的设计与分析则从面上 体上 着手 2 化学反应工程的研究对象化学反应工程的研究对象 无机化学无机化学 分析化学分析化学 有机化学有机化学 物理化学物理化学 应用化学应用化学 高分子高分子 化学教育化学教育 合成氨合成氨 制酸工业制酸工业 氯碱工业氯碱工业 石油化工石油化工 制糖工业制糖工业 制漆工业制漆工业 水泥 玻 璃制造业 水泥 玻 璃制造业 科 学 实 验 科 学 实 验 化 工 生 产 化 工 生 产 化工原理 传递过程 化工原理 传递过程 反应工程 分离工程 化工热力学 系统工程 反应工程 分离工程 化工热力学 系统工程 化 学 家 化 学 家 化 工 专 家 化 工 专 家 3 化学反应工程学与其他学科的关系 与化学反应工程学相关的其它学科主要包括 与化学反应工程学相关的其它学科主要包括 化学热力学 化学热力学 主要是确定物系的各种物性常数 分析反应的可能性和可 能达到的程度等 主要是确定物系的各种物性常数 分析反应的可能性和可 能达到的程度等 化学反应动力学 化学反应动力学 专门阐明化学反应速度与各项物理因素之间的定量关系 专门阐明化学反应速度与各项物理因素之间的定量关系 催化剂 催化剂 催化剂问题一般属于化学或化学工艺范畴 也牵涉到许多 工程问题 如催化剂颗粒内的传热 微孔中的扩散 催化剂扩 大制备时各阶段操作条件对催化剂活性的影响 催化剂的寿命 问题 催化剂的活化和再生等等 催化剂问题一般属于化学或化学工艺范畴 也牵涉到许多 工程问题 如催化剂颗粒内的传热 微孔中的扩散 催化剂扩 大制备时各阶段操作条件对催化剂活性的影响 催化剂的寿命 问题 催化剂的活化和再生等等 化学工艺 化学工艺 主要是设备型式 操体方式和流程 主要是设备型式 操体方式和流程 传递工程 传递工程 装置中的动量传递 热量传递和质量传递装置中的动量传递 热量传递和质量传递 简称简称 三传三传 问题 问题 工程控制 工程控制 一项反应技术的实施有赖于适当的操作控制 为此需要了解 关于反应过程的动态特性和有关的最优化问题 不过应当注意的 是对于反应装置而言是最优化的条件 末必与整个生产系统最优 化所要求的条件相一致 一项反应技术的实施有赖于适当的操作控制 为此需要了解 关于反应过程的动态特性和有关的最优化问题 不过应当注意的 是对于反应装置而言是最优化的条件 末必与整个生产系统最优 化所要求的条件相一致 例如 为一气固催化反应 322 SOOSO 钒 4 化学反应的分类 反应工程学科 化学反应的分类 反应工程学科 一般来说反应过程包括一般来说反应过程包括 物理现象物理现象 传递现象传递现象 热量 质量和动量传递过程热量 质量和动量传递过程 化学现象化学现象 化学反应 概括为 化学反应 概括为 三传一反三传一反 例如 对于反应过程 例如 对于反应过程 实际的反应过程可能包括 实际的反应过程可能包括 反应物 产物的扩散过程 内 外 反应物 产物的扩散过程 内 外 表面反应过程 表面反应过程 无论对于放热过程 还是吸热过程 催化剂与反应物气体存 在温差 无论对于放热过程 还是吸热过程 催化剂与反应物气体存 在温差 就整个反应器而言 如反应器内的浓度和温度随位置变化 需将化学反应 与传递现象综合起来考虑 就整个反应器而言 如反应器内的浓度和温度随位置变化 需将化学反应 与传递现象综合起来考虑 5 反应过程举例反应过程举例 对于化学产品和加工过程的开发 反应器的设计放大起 着重要的作用 运用化学反应工程知识可以 对于化学产品和加工过程的开发 反应器的设计放大起 着重要的作用 运用化学反应工程知识可以 对现有反应装置操作工况进行优化 提高生产效率 对现有反应装置操作工况进行优化 提高生产效率 开发环境友好的绿色生产路线和工艺开发环境友好的绿色生产路线和工艺 提高反应器的放大倍数 减少试验和开发周期提高反应器的放大倍数 减少试验和开发周期 6 化学反应工程的作用化学反应工程的作用 三 化学反应器的类型三 化学反应器的类型 a 管式反应器管式反应器 b 规整填料塔反应器规整填料塔反应器 c 喷雾塔式反应器喷雾塔式反应器 d 板式塔反应 器 板式塔反应 器 e 鼓泡塔反应器鼓泡塔反应器 f 气液搅拌釜式反应器气液搅拌釜式反应器 g 移动床反应器移动床反应器 h 循环 式浆态反应器 循环 式浆态反应器 i 半连续浆态床反应器半连续浆态床反应器 j 机械搅拌浆态床反应器机械搅拌浆态床反应器 k 固 定床鼓泡床反应器 固 定床鼓泡床反应器 l 滴流床反应器滴流床反应器 管式反应器管式反应器规整填料塔反应器规整填料塔反应器催化剂回转式反应器催化剂回转式反应器 固定床鼓泡床反应器固定床鼓泡床反应器固定床式固定床式喷雾塔式喷雾塔式 循环式浆态反应器循环式浆态反应器 气液搅拌釜式反应器气液搅拌釜式反应器 滴流床反应器滴流床反应器 Amoco American Oil Company Reactor System Used at AMOCO Spherical Ultraforming Reactor of AMOCO 球型重整反应器球型重整反应器 Three Spherical Ultraforming Reactors of AMOCO Hydrotreating Unit of AMPCO 加氢反应器加氢反应器 Cutaway View of CSTR Batch Reactor Batch Reactor Stirring Apparatus Packed Bed Reactor in use for a Fisher Tropsch synthesis reaction at Sasol Limited Chemical SASOL South African Coal Oil and Gas Corp Packed Bed Reactor of SASOL Straight Through Transport Reactor STTR in use for a Fisher Tropsch synthesis reaction at Sasol Limited Chemical Straight Through Transport Reactor of SASOL 水煤气水煤气F F T T合成油合成油 CO HCO H 2 2 CHCH 2 2 n n H H 2 2 OO 熔铁催化剂 熔铁催化剂 Automotive Catalytic Converter designed by SASOL Automotive Catalytic Converter of SASOL New generation Sasol Advanced Synthol Reactor in use to enhance a high temperature Fischer Tropsch process Sasol Advanced Synthol SAS Reactor Slurry Phase Distillate Reactor in use at Sasolburg Slurry Phase Distillate Reactor Side View of Slurry Phase Distillate Reactor Reformer Reactors in Series used to boost the octane level of pentanes in British Petroleum s BP s Oil Refineries Reformer Reactors in Series in BP Fluidized Catalytic Cracker in BP Fixed Bed Reactor using a colbalt molybednum catalyst to convert SO2to H2S Fixed Bed Reactor in BP 英国石油公司英国石油公司 Britain Petroleum 3 Stage Converter used to convert H2S to SO2 3 Stage Converter in BP Fluidized Bed Reactor using H2SO4as a catalyst to bond butanes and iso butanes to make high octane gas Fluidized Bed Reactor in BP Hydrogen Plant that uses a catalyst to convert CH4to 98 pure hydrogen Hydrogen Plant in BP Fixed Bed Reactor that converts sulfur in diesel fuel to H2S Fixed Bed Reactor in BP 间歇操作 一次性投料 卸料 反应物 系参数 间歇操作 一次性投料 卸料 反应物 系参数 浓度或组成等浓度或组成等 随时间变化随时间变化 连续操作 原料不断加入连续操作 原料不断加入 产物不断引出产物不断引出 反应器内物系参数均不随时间变化反应器内物系参数均不随时间变化 半连续半连续 或半间歇或半间歇 兼有以上两种过程的 特点 情况比较复杂 兼有以上两种过程的 特点 情况比较复杂 四 反应器的操作方式四 反应器的操作方式 反应器设计的基本