催化反应工程华东理工大学第3章催化反应器设计概论课件_第1页
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文档简介

第三章催化反应器设计概论第一节催化反应器基本类1气-固相固定床催化反应器2气-固相流化床催化反应器3气-液-固三相悬浮床催化反应器催化反应工程催化反应器：产量已定基本问题：１．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２．可逆放热反应的平衡催化反应工程接近平衡推动力减小催化床体积增大３．固体催化剂颗粒传质，压力降４．流体流动，压力降轴向流动，径向流动，轴径向流动５．流体分布还有材质，直径，反应器制造，运输催化反应工程催化反应工程催化反应工程流态化技术１．气体分布２．颗粒的流动特性３．特征流速４．床层的膨胀与压降５．气泡行为６．乳相行为７流化床的热、质传递８．颗粒夹带与分离９．数学模型催化反应工程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１．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２．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３．移热问题４．反应速率与活性温度催化反应工程“非均相”与“拟均相”模型非均相考虑气流主体与催化剂颗粒外表面之间的温度差和浓度差，催化剂颗粒内部浓度差和温度差，传递过程队反应速率的影响计入模型，则称为非均相模型。拟均相采用“活性校正系数COR”来简化概括催化剂粒内和催化剂外表面与气相间的热、质传递过程和催化剂失活等因素对反应速率的影响，即“拟均相”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USAA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

催化反应工程第三节催化反应器的操作参数1、反应温度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

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