PMMA 生产操作与控制：反应过程.pptVIP

反应过程 (Reaction Process) 应用知识： 1．不同反应器的结构特征、优缺点以及适用范围； 2．反应影响因素分析的方法，选择反应条件的依据； 3．操控各反应条件的方法与技巧。 技能目标： 1．能根据反应类型和对反应的要求正确地选用化学反应器； 2．能够分析简单化学反应的工艺影响因素，能够正确地确定工艺条件； 3．能够正确地控制工艺条件。 一 二 三 一、反应器选型 (Selection and Use of Reactor Type) 二、反应条件的选择 （Selection of Reaction Condition） 三、反应条件的控制 （Control of Reaction Condition） 主要内容 一、反应器选型 (Selection and Use of Reactor Type) 一、反应器选型 1.管式反应器（tubular reactor） 注意 管式反应器的结构特性、优缺点及适用范围 图2-3 管式反应器 a．多管式反应器装置图； b.多管式反应器结构示意图 一、反应器选型 2.釜式反应器 a.外型结构图 b.结构示意图 图2-4釜式反应器 一、反应器选型 3.固定床式反应器 图2-5 固定床式反应器 一、反应器选型 4.流化床式反应器 图2-6 流化床反应器 一、反应器选型 5.鼓泡塔式反应器 图2-7鼓泡塔式反应器 一、反应器选型 6.涓流床反应器 图2-8涓流床式反应器 一、反应器选型 6.浆态反应器 图2-9浆态反应器 1.原料气进口；2.产物出口；3.热介质；4.气泡；5.催化剂+载体 图2-10 板式塔与填充塔 一、反应器选型 7.板式塔、填充塔反应器 二、反应条件的选择 （Selection of Reaction Condition） 二、反应条件的选择 1.反应温度的选择； （1）理论分析，即满足反应热力学和动力分析要求－是放热还吸热；热效应的大小；转折温度；阿累尼乌斯方程和反应速率方程式； （2）催化剂性能要求－活性温度范围； （3）向反应器的供热能力或从反应器中移热的能力－即放热或吸热速率与移热或供热速率的平衡问题－热点温度以及工程问题； （4）设备材质要求－即材质的强度随温度的升高而下降。 以下教学内容均采用分组讨论、互动式的教学方式 1.反应温度的选择 理论分析，即满足反应热力学和动力分析要求－是放热还吸热；热效应的大小；转折温度；阿累尼乌斯方程和反应速率方程式； 催化剂性能要求－活性温度范围； 向反应器的供热能力或从反应器中移热的能力－即放热或吸热速率与移热或供热速率的平衡问题－热点温度以及工程问题； 设备材质要求－即材质的强度随温度的升高而下降。 二、反应条件的选择 以下教学内容均采用分组讨论、互动式的教学方式 * * 2.压力的选择 一是反应压力的增加使反应在热力学上是否有利，主要是考虑反应前后有体积变化的气相或气固相反应 二是要考虑增加压力确实能够提高设备的生产能力，但是对设备材质的强度要求提高，设备的投资费用也相应的增加，也就是说设备生产能力的增加所创造的经济效益是否能超过设备投资费用的增加所造成生产成本的增； 三是要考虑整个系统的压力关系，需要负压操作时，就要选择机械真空装置、水流喷射装置或蒸汽喷射装置实现真空操作； 需要加压操作时，对于来料系统不能满足该反应压力要求的，则需要加压设备。 二、反应条件的选择 以下教学内容均采用分组讨论、互动式的教学方式 3.原料配比的选择 （1）对于有氧参加的化学反应的原料配比－考虑爆炸极限，什么是爆炸极限？爆炸极限与哪些因素有关？ （2）对于无氧参加的化学反应的原料配比－首先考虑以化学计量比为基础，然后再考虑其它因素，如原料的价格、产物的分离难易程度等，才能确定一个适当的原料配比。 二、反应条件的选择 以下教学内容均采用分组讨论、互动式的教学方式 要求：在老师的引导下能否举出一些实例。可以采用提问、讨论等多种形式教学。 4.空间速度与接触时间 定义 是指单位时间内，单位体积的催化剂上所通过反应物的体积（在标准状态下）单位为标准米3/(米3催化剂·小时)，简写成[h-1]。空间速度简称空速，常用SV表示 ： 请写出空速的表达式，通过空速换算得到倒实际空塔气速，通过换算使学习者了解空速与实际空塔气速之间有什么区别与联系。 定义 是指反应物料（蒸汽或气体）在催化剂上的停留时间，又称为停留时间。 常用表示，单位[s] ；说明接触时间与转化率、选择性、生产能力之间的辩证关系。 三、反应条件的控制 空间速度 接触时间 杂质及有害物质的来源 原料中除了含