光气反应器的发展及优化

光气反应器的发展及优化Ξ

邓　勇1,刘　欣2

(11湖南海利工程咨询设计有限公司,湖南长沙410007;

21长沙有色冶金设计研究院设备室,湖南长沙410000)

摘　要:针对光气反应器的发展完善进行了比较分析,并结合国内一些光气反应器换代生产经验,着重推介了适合我国中、小型光气生产装置的列管式双管板光气反应器。

关键词:光气反应器;列管;填料;双管板

中图分类号:TQ22515　文献标识码:B　文章编号:1009-9212(2002)02-0048-02

1　前言

光气是广泛用作农药、染料、医药、精细化学品、合成树脂等民用工业的原料或中间体,它是国家大批量生产的有毒化学品,己列入《禁止化学武器公约》监控化学品附表三中。因此,光气的单耗、质量、特别是安全生产技术显得尤为重要。光气反应器结构的优劣,是直接影响光气生产的原材料消耗,光气产品的质量和安全生产的重要因素。

目前国内有34家光气生产企业,其中年生产能力万吨级以上的有5家(均为国外引进装置),其它均为0.5万t/a生产能力以下的企业,这些企业所用的反应器型式不尽一样,下面对国内几种有代表性的光气反应器加以讨论,以供参考。

2　光气反应器型式及分析

目前我国的光气反应器多为列管式固定床催化反应器,列管内按比例均匀填充ZZ-30(原新华5号)活性炭与Φ8～15陶瓷拉西环,较为先进和完善的固定床催化反应器有列管式双管板反应器,其发展完善历经几十年。

2.1　内盘管釜式反应器

该反应器为前苏联式反应器,20世纪50年代开始装置生产。早年黑龙江鹤岗农药厂、太原化工厂等均采用这种反应器,它是盘管式固定床反应器,其装填催化剂容易,但有设备体积大,散热困难,反应温度分布不均匀,光气转化率低等缺陷,每台年设计生产能力仅为300t/a(100%光气计),不能满足大规模的工业化生产。2.2　单管式反应器

20世纪60年代该反应器采用Φ273×8mm无缝钢管,内分三段装催化剂与Φ10瓷环,催化剂与瓷环比例从下至上分别为1:2、1:1、2:1,每根反应管单独成一体系,然后并联形成一套光气反应器,特点是管径大、装催化剂和填料容易,混合均匀,但反应管内有效反应体积小,管中心反应热扩散性能力差,容易造成光气热分解,且各根反应管进气量难以控制均匀。大小反应管热扩散效率见图1

。

2.3　集束管式反应器

20世纪80年代,该反应器又名螃蟹式反应器,由七根大直径单管(Dg150)并联而成,国内曾有多家厂家采用此种结构反应器,如山东宁阳农药厂等厂家。特点是:管径大,装填催化剂和填料容易,对接焊缝在筒体外,不易腐蚀,但设备占地面积大,反应器单位体积内因装填催化剂量少而导致有效反应体积少,效率低,产量低,合成能力仅有250t/a。该反应器致命弱点是反应热量不能及时散发,积蓄的热量不但容易加速设备的腐蚀和损坏,而且易使光气分解,降低光气含量(图2)。反应器(反应管)顶部温度有时高达600℃,使反应器和壳体温差急剧增大,由于热膨胀程度不同,有可能使管子与壳体的焊缝拉脱,造成设备局部损坏。

第32卷第2期2002年4月

精细化工中间体

FIN E CHEM ICAL IN TERM EDIA TS

Vol.32No.2

April2002

Ξ作者简介:邓　勇(1967-),男,湖南岳阳人,从事化工工程设备设计及研究。

收稿日期:2002-02-25

2.4　列管式反应器

该反应器(见图3)用材为优质碳素钢和低碳合

金钢,广泛使用于20世纪80年代末至90年代初,现仍使用的厂家有烟台合成革厂、常州农药厂、上海东风农药厂、湖北靳春农药厂等。该反应器目前在国内较为先进,光气中游离氯可得到严格控制,合成能力亦有了较大幅度提高,每台生产能力以100%光气计可达800t/a ,而且光气含量达75%。传热介质采用水,一般使用安全。但若因管板与反应管在焊接过程中焊缝存在有微气孔,或因热应力产生裂缝,焊缝则很容易产生间隙腐蚀,而致列管和管板焊缝破坏,水则由破坏处空隙渗入管程封头,甚至进入列管的催化层中。水的渗入一方面导致水与光气反应生成盐酸,加速了设备的腐蚀,另一方面降低了触媒活性,影响生产能力。有的厂家曾经将列管材质改用1Cr18Ni9Ti 材质,但效果很差

。

2.5　列管式双管板反应器

该反应器系由湖南海利化工股份有限公司开发

并投入使用。其工作原理是在列管式反应器基础上,根据列管式反应器在生产中存在的缺点改造而成,针对焊缝可能产生泄漏的情况,采用双层管板加以保护,即使内管板漏水,外管板仍可起到隔离作用,避免水与光气反应产生盐酸腐蚀设备及进入催化剂层降低催化剂活性。为避免双层管板之间列管受热变形,将两管板间距缩为80mm 。实践证明,双管板反应器的应用,开车率比列管式反应器有较大

提高,单台光气设计生产能力可达2000t/a

(100%)。

由于双管板的引入,反应器列管可采用Φ3220G 碳素钢管,不装填瓷环,这不仅增加了单位体积的有效反应体积,而且加速了热量传递,避免了光气高温分解的弊端。为使每根列管催化剂装填均匀,解决混合气“短路”现象,必须逐根进行压差检验,同时在上管板以上管箱内还可适量加盖一层催化剂,并覆盖一层瓷环,这更有利于保证产品的质量和防止催化剂随气流进入后系统。3　结论

综上分析可知,我国光气催化剂反应器的改造、完善,直至列管式双管板反应器的投入使用历经几十年的实践,其改造完善的内容主要在设备型式、结构及催化剂装填方式上作改进,从釜式、大管径单管、管径小些的集束管、立式列管到列管式双管板反应器,反应管径从大到小,逐步提高了传热效果。实践证明小管径固定床反应管中心的反应热较大管径易于向周边扩散移出。陶瓷拉西环与催化剂按一定比例在反应器中沿CO 和Cl 2流向分段装填,其目的亦在于改善传热效果,避免反应床内由于反应热不能及时移出,导致温升过大而降低成品收率和质量。然而,单位容积的反应床内,由于陶瓷填料的加入而减少了催化剂的装填体积,亦即减少了有效的反应体积而降低了单台设备的生产能力。

列管式双管板光气催化反应器的开发成功,是在充分消化吸收了前人的经验教训的基础上,针对如何提高单台设备生产能力,保证光气质量、安全生产并且尽可能延长设备使用寿命的问题,结合光气生成热大(2210K J /Kg )和易与水反应生成强腐蚀性HCl 气的特点,进一步改进了列管式反应器。该设

备自投入运行至今,生产稳定,维修、检修周期增长,

生产能力有较大幅度的提高,光气含量基本稳定在75%左右,基本实现了稳产、高产、高质量和安全生产的既定目标。根据初步统计,较之列管式反应器平均使用寿命从12.5个月提高到14.8个月,寿命延长了18%,单位容积生产能力增加约50%。

根据多年来的跟踪调研,参加设计和生产实践,笔者认为列管式双管板光气催化反应器不论在反应收率、产品质量、单位设备容积生产能力和安全生产等方面都优于我国目前使用的较为先进的列管式反应器。其设计技术处于国内领先,该设备适合在我国中、小型光气生产装置上推广使用。

9

4第2期 邓　勇,等:光气反应器的发展及优化

influenced by PBR concentration ,category ,and particle size &

structure in the bulk polymerization.

K ey w ords :polybutadiene rubber ;high impact polystyrene Study on H ydrodynamic and Mass 2transfer Perform ances of Su 2per Mini Ring P acking.Yang Y un 2quan ,et al (College of Chemical Engineering ,Xiangtan U niversity ,Xiangtan 411105,China )J.fine chem.intermediates ,2002,32(2):43～45

The hydrodynamic and mass transfer performances of Super Mini Ring (SMR )are studied in the TDB Y 2300packing tower with air 2NH 32H 2O system.The geometric characteristics and the curve of △P/Z ,H 0to F V ,H O G ,K G a and HETP to G are ob 2tained.The result shows that the packing has the advantage of great flux ,moderate pressure drop ,uniform gas 2liquid distribution and excellent mass transfer performances.The results are of value in the engineering design

K ey w ords :SMR packing ;hydrodynamic ;mass 2transfer ;per 2formance

Improvement on Synthesis Process of P -chlorobenzotrifuoride.Y uan Zhi 2ming (Zhuz hou Research Designing institute of Chemical Grop Co.L td ,Hunan Zhuz hou 412004,China )J.fine chem.intermediates ,2002,32(2):46～47

The synthesis process of p -chlotobenzotrifuoride was im 2proved ,the reaction yield and the utiliztion ratio of chlorine were raised ,the consumption of raw material was depressed.

K ey Words :p -chlorobenzotrifluoride ;fluorine -containing aromtics ;synthesis process ;chloration ;improvement

Development and Optimization of the Phosgene R eaction.Deng Yong ,et al (Hunan Haili Engineering Consultation Co.L td ,Changsha 410007,China )J.fine chem.intermediates ,2002,32

(2):48～49

The improvement of phosgene reactor was compared.It was proposed that the dipipe flange of tube array phosgene reactor is sultable to midde or small 2type phosgene production devives.

K ey w ords :phosgene reactor ;tube array ;braskue ;dipipe flange

Improvement of Combined G uide Float V alve T ray to the Distil 2lation Column R ecovery in Methanol.A I Qiu 2hong ,et al (Hu 2nan N antian Co.L td ,Xiangtan 411103,China )J.fine chem.intermediates ,32(2),2002:50～51

The original Φ1400mm bubble tower of methanol recovery was reformed.The new tray was simulated and optimized with computer.Through applying combined guide float valve tray to replace the original bubble tower ,it showed a successful effect.

K ey w ords :computer simulation ,distillation ,combined float valve tray ,methanol

Study on the Separation of Impurities from Manganese Sulfate .Peng A i 2Guo ,et al (Hunan Research Institute of Chemical In 2dust ry ,Changsha 410007,China )J.fine chem.intermediates ,2002,32(2):52～53

New process was developed for the separation of impurities in manganese sulphate in two stages.At first ,Large amount of

impurities could be separated in the form of sulphite ,then use chelating agent to subside the residuary impurities.The total sep 2aration efficiency of nickel is 99%,and cobalt is above 98%,the loss of manganese in the process is only 2.7%.The amount of heavy metal impurities in the manganese sulphate after refining are less than 10mg/kg.

K ey w ords :Manganese Sulfate ;Purification ;Refining Determination of 12(62methoxy 2naphthyl)ethanol by HPLC.

Chen Ping 1,Hu A i 2xi 2

.(1.Hunan Research Institute of Chemi 2cal Indust ry ,Changsha 410007;2.College of Chemist ry and Chemical Engineering ,Hunan U niversity ,Changsha 410082,China )J.fine chem.intermediates ,2002,32(2):54～55

A method was developed for determination of the intermedi 2ates 12(62methoxy 2naphthyl )ethanol in the syntheses of Na 2poroxen by HPLC.The sample was detected on ODS column taking methanol and water of 80∶20(v/v )as mobile phase at UV 2238nm ,The precision was 0.19with RSD 0.27%and the recovery 98.5%～100.4%.

K ey w ords :12(62methoxy 222naphthyl )ethanlol ;HPLC ;de 2termination

The Determination of 32chloro 212propanol by G as Chrom ato 2graphy .Kong Xiao 2hong ,et al.(Hunan Research Institute of Chemical Indust ry ,Changsha 410007,China )J.fine chem.in 2termediates ,2002,32(2):56～57

The 32chloro 212propanol was determined by gas chromato 2graphy with the coefficient of variation being 0.5%and the re 2covery from 99.50%to 100.67%.

K ey w ords :32chloro 212propanol ;gas chromatography ;packed column ;determination

Determination of C alcium for Manganous Sulfate by AAS.W ang Ying 2qiang.(Hunan Research Institute of Chemical In 2dust ry ,Changsha 410007,China )J.fine chem.intermediates ,2002,32(2):58～59

A analytic method was developed for determination of calci 2um in manganous sulfate by AAS ,using air -ethyne flame ,adding strontium salt restraint disturbance ,the results showed that the method was suitable.

K ey w ords :manganous sulfate ;calcium ;AAS Determination of trace impure elements I n R ed Lead by ICP 2AES after Separsted from tri 2phase extraction.L iu L i 2ping 1,Yi

Xiao 2ming 2

.(1.Hunan Institute of Geology and Engineering S urvey ,Zhuz hou 412003,China ;2.Hunan Institute of Miner 2al Resources Testing and Utiliz ation ,Changsha 410007,Chi 2na )J.fine chem.intermediates ,2002,32(2):60～61

A sensitive analytical method of trace impure elements in red 2lead (Pb 3O 4)by ICP 2AES after separated from tri 2phase ex 2traction has been studied ,such as Fe 、Cu 、Ni 、Co 、Mn 、Zn 、Cd etc.The dioturbances of determined elements from lead matrix are inspected.The detection limits of the method is 0.06～0.6μg/g.The rates of standard additions recovery are all higher than 87%,RSD are varied within 10%.

K ey w ords :tri 2phase extraction ;impure elements ;Pb 3O 4

Vol.32No.2

FIN E CHEM ICAL IN TERM EDIA TS

(Series No.137)

April 2002

ASPEN PLUS 反应器模拟教程

简介 什么是Process Flowsheet Process Flowsheet（流程图）可以简单理解为设备或其一部分的蓝图.它确定了所有的给料流,单元操作,连接单元操作的流动以及产物流.其包含的操作条件和技术细节取决于Flowsheet 的细节级别.这个级别可从粗糙的草图到非常精细的复杂装置的设计细节. 对于稳态操作,任何流程图都会产生有限个代数方程。例如，只有一个反应器和适当的给料和产物，方程数量可通过手工计算或者简单的计算机应用来控制。但是，当流程图复杂程度提高，且带有很多清洗流和循环流的蒸馏塔、换热器、吸收器等加入流程图时，方程数量很容易就成千上万了。这种情况下，解这一系列代数方程就成为一个挑战。然而，叫做流程图模拟的电脑应用专门解决这种大的方程组，Aspen PlusTM，ChemCadTM，PRO/IITM。这些产品高度精炼了用户界面和网上组分数据库。他们被用于在真是世界应用中，从实验室数据到大型工厂设备。 流程模拟的优点 在设备的三个阶段都很有用：研究&发展，设计，生产。在研究&发展阶段，可用来节省实验室实验和设备试运行；设计阶段可通过与不同方案的对比加速发展；生产阶段可用来对各种假设情况做无风险分析。 流程模拟缺点 人工解决问题通常会让人对问题思考的更深，找到新颖的解决方式，对假设的评估和重新评估更深入。流程模拟的缺点就是缺乏与问题详细的交互作用。这是一把双刃剑，一方面可以隐藏问题的复杂性使你专注于手边的真正问题，另一方面隐藏的问题可能使你失去对问题的深度理解。 历史 AspenPlusTM在密西根大学 界面基础 启动AspenPlus，一个新的AspenPlus对象有三个选项，可以Open an Existing Simulation，从Template开始，或者用BlankSimulation创建你的工作表。这里选择blank simulation。

激流式生物反应器

在培养液和工艺未优化情况下 细胞悬浮培养密度可达 2.5 X 107cells/ml 一个50L纸片载体灌注系统的体积产量相当于1200个大转瓶的生产车间！ 20-40ml 模拟反应器系统用于工艺优化研究。 https://www.wendangku.net/doc/c1601474.html, 激流式灌注反应器 激流式灌注反应器配合激流式生物反应器使用，采用新型外循环式纸片灌注培养工艺，以纸片作为载体，利用激流式细胞培养器控制溶氧、pH、温度等细胞生长条件。

◆ 激流式灌注反应器细胞生长数据 ● 蛋白抗体生产用纸片载体灌注式不同细胞生长密度×纸片载体总重量 细胞名称5L灌注系统（细胞数/克载 体×载体总重量150克）50L灌注系统（细胞数/克载体× 载体总重量1200克） 150L灌注系统（细胞数/克载体 ×载体总重量3600克） CHO-K1 13.7×108cells/g×150g 16.4×108cells/g×1200g 正在进行中 CHO-S 21.0×108cells/g×150g 25.0×108cells/g×1200g 18.0×108cells/g×3600g 结论：一个150L纸片载体灌注系统连续灌注和丰收一个月的体积产量相当于一个国际水平的1500L的大型流加悬浮 培养罐。 优势：一次性使用纸片灌注系统，工艺简单，细胞生存活力特别稳定，适合于发展中国家大规模蛋白质和抗体药物生产。 ● 疫苗生产用纸片载体灌注式不同细胞生长密度×纸片载体总重量 细胞名称 5L灌注系统（细胞数/克载体 ×载体总重量150克） 50L灌注系统（细胞数/克载 体×载体总重量1200克） 150L灌注系统（细胞数/克载 体×载体总重量3600克） VERO（人） 6.0×108cells/g×150g 6.5×108cells/g×1200g 正在进行中 MDCK（人） 5.0×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中 Marc145（兽） 3.5×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中 ST1（兽） 4.0×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中 DF-1（鸡） 2.5×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中 CIK（鱼） 1.0×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中 EPC（鱼） 1.2×108cells/g×150g 正在进行中 正在进行中 结论：1、一个50L纸片载体灌注系统的体积产量相当于1200个大转瓶的生产车间，特别适合于大规模人用、兽（包括鸡和鱼）疫苗生产。同时，也是适合烈性传染病（例如禽流感和SARS）国家和军队的疫苗应急生产方法。 2、低成本、一次性使用，适合于发展中国家大规模疫苗生产的全部中国制造的高端生物反应器。 优势：1、由于一次性使用纸片灌注系统细胞密度特别高，所以细胞之间生长的相互支持力度大，生存活力特别强。 2、与使用转瓶和微载体冲洗和酶消化的接种方法相比，一次性使用纸片灌注系统细胞容易冲洗和酶消化，所 以解决了逐级放大的接种问题。 3、实现DO、pH、温度等培养条件的自动控制 ◆ 激流式灌注反应器的优势 ● 系统无气升装置、鼓泡或搅拌器，使剪切力最小化。 ● 培养液以一定流速流过纸片，供给贴壁依赖性细胞所需养分，在细胞周围形成稳定的流体轨道，可提供细胞生 长、交流和形成的三维结构。 ● 新型纸片适用于多种细胞系，可提供传统培养模式（转瓶等）无法比拟的细胞吸附面积，更利于细胞吸附和生 长。 ● 可解决贴壁培养放大问题，且空间占用少、操作简便、条件要求低。 ● 一次性纸片灌注培养系统用后就弃，可避免交叉污染、缩短批间处理周期，无需清洗、消毒、验证，极大地提 高工作效率。 ● 灌注袋事先经过γ射线照射，即拆即用。灌注袋也适用于5L,50L,150L激流式反应器。 激流式灌注反应器培养体系能力比一般反应器高出20倍，是细胞商业化培养、疫苗工业大规模生产的首选。

气升式环流反应器

实验9 气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定一．实验目的 1．了解气升式环流反应器的工作原理、结构形式及应用的领域。 2．掌握气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定方法。 3．掌握电导仪及测氧仪的使用方法。 4．学习利用组态王软件进行实验过程的数据采集和数据处理的方法。 二．实验原理 气升式环流反应器是近年来作为化学反应器和生化反应器而发展起来的一种新型高效气-液两相反应器和气-液-固三相反应器。气升式环流反应器是利用反应气体的喷射动能和液体的循环流动来搅动反应物料，所以具有结构简单、造价低、易密封、能耗低，也不会由于机械搅拌破坏生物细胞等优点。广泛用于化工、石油化工、生物化工、食品工业、制药工程和环境保护等领域。对反应器的结构尺寸进行恰当的设计后，能得到较好的环流流动的循环强度，在反应器内形成良好的循环，促进固体催化剂粒子的搅动。因而环流反应器对于反应物之间的混合、扩散、传热和传质均很有利，既适合处理量大的较高粘度的流体又适合处理热敏感性的生物物质，还可用于气-液两相或气-液-固三相之间的非均相化学反应。 根据气升式环流反应器降液管的形式可将环流反应器分为内环流反应器和外环流反应器两种。内环流反应器是指气体从升气管下方喷射进入反应器，使得升气管中液体的气含率大于降液管中液体的气含率，引起两者之间存在密度差，从而使得环流反应器中的液体在气体带动下得以循环起来。外环流反应器是指将降液管移到反应器的外面，循环原理和内环流反应器相同。 实验中利用体积膨胀高度法测定气含率ε；利用电导脉冲示踪法测量液体循环速度u L；利用动态溶氧法测定氧体积传质系数K L a。 三．实验装置和流程 1．实验装置 气升式内环流反应器的结构简图见图2-9-1，实物装置见图2-9-2。进入反应器的气体喷

气升式环流反应器

气升式环流反应器公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-

实验9 气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定 一．实验目的 1．了解气升式环流反应器的工作原理、结构形式及应用的领域。 2．掌握气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定方法。 3．掌握电导仪及测氧仪的使用方法。 4．学习利用组态王软件进行实验过程的数据采集和数据处理的方法。 二．实验原理 气升式环流反应器是近年来作为化学反应器和生化反应器而发展起来的一种新型高效气-液两相反应器和气-液-固三相反应器。气升式环流反应器是利用反应气体的喷射动能和液体的循环流动来搅动反应物料，所以具有结构简单、造价低、易密封、能耗低，也不会由于机械搅拌破坏生物细胞等优点。广泛用于化工、石油化工、生物化工、食品工业、制药工程和环境保护等领域。对反应器的结构尺寸进行恰当的设计后，能得到较好的环流流动的循环强度，在反应器内形成良好的循环，促进固体催化剂粒子的搅动。因而环流反应器对于反应物之间的混合、扩散、传热和传质均很有利，既适合处理量大的较高粘度的流体又适合处理热敏感性的生物物质，还可用于气-液两相或气-液-固三相之间的非均相化学反应。 根据气升式环流反应器降液管的形式可将环流反应器分为内环流反应器和外环流反应器两种。内环流反应器是指气体从升气管下方喷射进入反应器，使得升气管中液体的气含率大于降液管中液体的气含率，引起两者之间存在密度差，从而使得环流反应器中的液体在气体带动下得以循环起来。外环流反应器是指将

降液管移到反应器的外面，循环原理和内环流反应器相同。 实验中利用体积膨胀高度法测定气含率ε；利用电导脉冲示踪法测量液体 循环速度u L ；利用动态溶氧法测定氧体积传质系数K L a。 三．实验装置和流程 1．实验装置 气升式内环流反应器的结构简图见图2-9-1，实物装置见图2-9-2。进入反应器的气体喷射至升气管后，由于气体的喷射动能和升气管内流体的密度降低，迫使升气管中流体向上，降液管中流体向下做有规则的循环流动，从而在反应器中形成良好的混合和反应条件。 气升式外环流反应器的结构简图，见图2-9-3，实物装置见图2-9-4。 图2-9-1 内环流反应器的结构简图图2-9-2 内环流反应器实物装置图 图2-9-3 外环流反应器的结构简图图2-9-4 外环流反应器实物装置图 环流反应器是作为气-液两相或气-液-固三相反应器而应用于生物化工或其他化学反应过程，因此传质性能往往成为过程的控制因素，能否提供良好的传质条件对环流反应器的应用具有决定意义。本实验在气升管尺寸不变的情况下，通过 改变不同的气体流量，测定了设备的流体力学性能（气含率 ，液体循环速度 L u 等）及传质特性（氧体积传质系数a K L ）。这三个指标既是衡量气升式环流反应器传递性能的重要指标，也是环流反应器设计和工程放大的重要参考数据。2．实验流程

加氢反应器运状况安全分析

加氢反应器运行状况安全分析 由于制作热壁加氢反应器的钢是Cr-Mo钢中回火脆化敏感性较高的钢种，而热壁加氢反应器的操作温度又长期处在325～575℃的回火脆化温度区。因此，热壁加氢反应器投入使用后，其材料的回火脆化是不可避免的。在反应器开停工过程中，当器壁温度较低时，器壁材料的韧性就有可能由于氢脆和回火脆共同作用而大幅度下降。此时，如果反应器器壁中的应力水平较高，就有可能诱发脆性破坏事故。为了避免此类事故发生，通常采取的措施是设定反应器的最低升压温度。即当反应器内温度低于最低升压温度时，内压力不能超过预先设定的压力限。对于加氢裂化反应器，通常规定在床层温度低于135℃时，压力不得超过反应器设计压力的1/3。由于在热壁加氢反应器的服役过程中，其材质劣化状况会随着服役时间的增长而逐渐增加，这使得在反应器投用初期偏于安全的限压升温措施到了反应器服役的后期就可能变得危险。因此，根据反应器的材质劣化状况来准确地推断反应器的使用安全状态，并确定合理的最低升压温度，对于保障热壁加氢反应器长期使用的安全性是十分重要的。 根据对试板材料性能所开展的一系列研究结果可以确定，反应器在经过近3万h的运行后，其材料没有发生明显的回火脆化，在现行工况条件下运行发生氢致开裂的可能性也很小。因此，加氢反应器的运行安全更多要取决于操作条件的变化状况。 1 最低升压温度估算 估算最低升压温度方法 目前比较传统的确定热壁加氢反应器的最低升压温度的方法，是采用如图1所示的安全分析线图。采用这种方法设定最低升压温度时需要具备材料的脆性系数J、材料屈服强度σ和材料的上平台冲击功CNV 。推算过程按下面的基本步 -us 骤进行。 （1）根据材料的脆性系数J，由图1a推算出反应器长期服役后材料的FATT。

ASPENLUS反应器模拟教程

A S P E N L U S反应器模 拟教程 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]

简介 什么是Process Flowsheet Process Flowsheet（流程图）可以简单理解为设备或其一部分的蓝图.它确定了所有的给料流,单元操作,连接单元操作的流动以及产物流.其包含的操作条件和技术细节取决于Flowsheet的细节级别.这个级别可从粗糙的草图到非常精细的复杂装置的设计细节. 对于稳态操作,任何流程图都会产生有限个代数方程。例如，只有一个反应器和适当的给料和产物，方程数量可通过手工计算或者简单的计算机应用来控制。但是，当流程图复杂程度提高，且带有很多清洗流和循环流的蒸馏塔、换热器、吸收器等加入流程图时，方程数量很容易就成千上万了。这种情况下，解这一系列代数方程就成为一个挑战。然而，叫做流程图模拟的电脑应用专门解决这种大的方程组，Aspen PlusTM，ChemCadTM，PRO/IITM。这些产品高度精炼了用户界面和网上组分数据库。他们被用于在真是世界应用中，从实验室数据到大型工厂设备。 流程模拟的优点 在设备的三个阶段都很有用：研究&发展，设计，生产。在研究&发展阶段，可用来节省实验室实验和设备试运行；设计阶段可通过与不同方案的对比加速发展；生产阶段可用来对各种假设情况做无风险分析。 流程模拟缺点 人工解决问题通常会让人对问题思考的更深，找到新颖的解决方式，对假设的评估和重新评估更深入。流程模拟的缺点就是缺乏与问题详细的交互作用。这是一把双刃剑，一

方面可以隐藏问题的复杂性使你专注于手边的真正问题，另一方面隐藏的问题可能使你失去对问题的深度理解。 历史 AspenPlusTM在密西根大学 界面基础 启动AspenPlus，一个新的AspenPlus对象有三个选项，可以Open an Existing Simulation，从Template开始，或者用BlankSimulation创建你的工作表。这里选择blank simulation。 Aspen PlusTm的模拟引擎独立于它的图形用户界面（GUI）。你可以在一个电脑上使用GUI创建你的模拟，然后运行连接到另一个电脑的模拟引擎。这里我们使用Local PC模拟引擎。缺省值不变。点击OK。 下一步就是Aspen PlusTM主应用窗口——空白的流程图窗口。先熟悉下界面。 状态信息Flowsheet Not Complete一直持续到完整的流程描述进入窗口，完成后状态信息会变为Required Input Incomplete（所需输入未完成）。一个模拟只有在状态信息显示Required Input Complete（所需输入完成）时才能运行。对于最简单的流程图，必须有两股物流，一个FEED，一个PRODUCT，连接到单元操作设备，叫做REACTOR。 模型库工具条（Model Library Toolbar）：这个工具条包含Aspen Plus不同操作单元的内置模型。 文件有三种保存模式：Aspen Plus文件，Aspen Plus备份文件和模板。 Aspen Plus文件可保存结果和运行信息，但这是个二进制文件；备份文件则是标准的ASCII文本文件。如果你是Aspen Plus专家，你可以直接在文件中更改，并作为输入从

气升式环流反应器PDF.pdf

实验9 气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定 一．实验目的 1．了解气升式环流反应器的工作原理、结构形式及应用的领域。 2．掌握气升式环流反应器流体力学及传质性能的测定方法。 3．掌握电导仪及测氧仪的使用方法。 4．学习利用组态王软件进行实验过程的数据采集和数据处理的方法。 二．实验原理 气升式环流反应器是近年来作为化学反应器和生化反应器而发展起来的一种新型高效气-液两相反应器和气-液-固三相反应器。气升式环流反应器是利用反应气体的喷射动能和液体的循环流动来搅动反应物料，所以具有结构简单、造价低、易密封、能耗低，也不会由于机械搅拌破坏生物细胞等优点。广泛用于化工、石油化工、生物化工、食品工业、制药工程和环境保护等领域。对反应器的结构尺寸进行恰当的设计后，能得到较好的环流流动的循环强度，在反应器内形成良好的循环，促进固体催化剂粒子的搅动。因而环流反应器对于反应物之间的混合、扩散、传热和传质均很有利，既适合处理量大的较高粘度的流体又适合处理热敏感性的生物物质，还可用于气-液两相或气-液-固三相之间的非均相化学反应。 根据气升式环流反应器降液管的形式可将环流反应器分为内环流反应器和外环流反应器两种。内环流反应器是指气体从升气管下方喷射进入反应器，使得升气管中液体的气含率大于降液管中液体的气含率，引起两者之间存在密度差，从而使得环流反应器中的液体在气体带动下得以循环起来。外环流反应器是指将降液管移到反应器的外面，循环原理和内环流反应器相同。 实验中利用体积膨胀高度法测定气含率ε；利用电导脉冲示踪法测量液体循环速度u L；利用动态溶氧法测定氧体积传质系数K L a。 三．实验装置和流程 1．实验装置 气升式内环流反应器的结构简图见图2-9-1，实物装置见图2-9-2。进入反应器的气体喷射至升气管后，由于气体的喷射动能和升气管内流体的密度降低，迫使升气管中流体向上，降液管中流体向下做有规则的循环流动，从而在反应器中形成良好的混合和反应条件。

加氢反应器介绍

加氢反应器介绍 加氢反应器是加氢裂化装置的核心设备，它操作于高温、高压、临氢(含H2S)环境下，且进入反应器内的物料中往往含有硫和氮等杂质。由于加氢反应器使用条件苛刻，在反应器的发展历史上主要围绕提高反应器使用的安全性。所以无论是设计还是制造，除了需要强调使用性能外，还必须强调其安全性能。 1.影响加氢过程的因素 1.1氢气分压 提高氢分压有利于加氢过程反应的进行，加快反应速度。在固定反应温度及其他条件下，压力对转化深度有正的影响。产品的质量受氢分压影响较大。 1.2 反应温度 影响反应速率和产品的分布和质量。 1.3 空速 空速影响反应器的体积和催化剂用量，降低空速对于提高加氢过程反应的转化率是有利的。 1.4 氢油比 氢油比对加氢过程的影响主要有三个方面：影响反应的过程；影响催化剂使用寿命；过高的氢油比将增加装置的操作费用及设备投资。 2.加氢反应器可能发生的主要损伤型式有哪些呢？ 2.1 高温氢腐蚀 在高温高压操作状态下，侵入并扩散在钢中的氢与固溶碳或不稳定的碳化物发生化学反应，生成甲烷； 即Fe3C+4[H]→CH4+3Fe。 影响高温氢腐蚀的主要因素温度、压力和暴露时间的影响、合金元素和杂质元素的影响、热处理的影响、应力的影响。 2.2 氢脆 氢脆是由于氢残留在钢中所引起的脆化现象。产生了氢脆的钢材，其延伸率和断面收缩率显著下降。 2.3 高温H2S腐蚀 硫化氢和氢气共存条件下，比硫化氢单独存在时对钢材产生的腐蚀还要更为剧烈和严重。其腐蚀速度一般随着温度的升高而增加。 2.4 连多硫酸应力腐蚀开裂

连多硫酸(H2SXO6，x＝3-6)与作用对象中存在的拉应力共同作用发生的开裂现象。 2.5 铬钼(Cr-Mo)钢的回火脆性 铬钼钢在325~575℃温度范围内长时间保持或从此温度范围缓慢地冷却时，其材料的破坏韧性就引起劣化的现象，这是由于钢中的微量杂质元素和合金元素向原奥氏体晶界偏析，使晶界凝集力下降所至。 2.6 奥氏体不锈钢堆焊层的剥离 反应器本体材料的Cr-Mo钢和堆焊层用的奥氏体不锈钢具有不同的氢溶解度和扩散速度，使堆焊层过渡区的堆焊层侧出现了很高的氢浓度；在高温高压操作状态下氢向反应器器壁侵入，在停工时氢会从器壁中逸出。从而导致奥氏体不锈钢堆焊层的剥离。 2.加氢反应器的设计方法 设计方法主要有常规设计和分析设计两种计算方法。 2.1 常规设计法 常规设计基于弹性失效准则，可供使用的规范有美国ASME《锅炉及压力容器规范》第Ⅷ卷第一册以及我国GB150－2011《压力容器》等。 常规设计主要计算机辅助软件有: 针对ASME规范的PVElite-2017 针对GB150的SW6-2011 2.2 分析设计法 分析设计基于塑性失效准则，可供使用的规范有美国ASME 锅炉及压力容器规范》第Ⅷ卷第二册以及我国JB4732《钢制压力容器——分析设计标准》等。 “分析设计”要求对反应器的有关部位的应力进行详细计算及按应力的性质进行分类，并对各类应力及其组合进行评价，同时对材料、制造、检验提出了比“常规设计”更高的要求，从而提高了设计的准确性与使用可靠性，但相对设计费用大大增加。

气升式发酵罐

气升式发酵罐 摘要 :该文简要介绍了气升发酵罐的、工作原理、结构设计、设备特点、优缺点及适用场合及在我国的现状。并展望了气升式发酵罐的广阔的应用前景。 关键词：气升式发酵罐；结构；高效发酵；现状 Abstract: This paper briefly introduces the airlift fermentor, working principle, structural design, equipment characteristics, advantages and disadvantages ，suitable occasion and the present situation in our country。And the prospect of airlift fermentation tank the broad application prospects。 Key worlds ： Airlift fermentor ；construction；high acidicferm entation ；present situation； 生化反应过程大都是需氧过程，通风发酵设备是需氧 生化反应设备的核心和基础。虽然目前应用最广泛的通风 发酵罐是机械搅拌式的，但这种类型的发酵罐功率消耗大， 加工困难，投资高，维修麻烦，轴封易泄漏，易染菌，搅 拌剪切力大，大型化后混合不均匀，传质效率下降，因而 难于超大型化。因此，非机械搅拌发酵罐的研究和应用得 到迅速发展，特别是气升式发酵罐。 气升式发酵罐是20世纪70年代开始发展应用的一种 新型生物反应器。因为无机械搅拌机构，所以最大限度地 减少了染菌率；同时因为没有了机械剪切力，对长菌丝的 各种真菌尤为适宜；由于气体提升，充分的气液混合使氧 气的传递利用极大提高，特别适合高黏度培养基和对于溶 氧要求高的产品。 一 .气升式发酵罐的原理 它不用机械搅拌就能基本达到良好的氧溶解的目的。 外循环式培养罐是在罐外装有气液上升管,上升管的两端分 别与罐底部和罐上部相连通,并构成一个气液循环系统。在 上升管的下部装设空气喷嘴，空气以250-300m/s的高速度 喷入上升管，使空气分割细碎，与上升管的发酵液密切接 触。由于上升管内的发酵液比重较小，加上压缩空气的动 能，使液体上升，罐内液体下降进入上升管，形成反复的 循环。如此液体不断循环流动,并在上升管中与喷嘴喷出的 细微空气粒均匀接触,不断得到溶解氧的补充,从而保证了 菌体的正常生长。乳化了的醪液由上升管进入发酵罐,从培 养液中分离出来的空气由罐顶排出。在罐顶还装有视镜和 人孔,罐中部有温度计插口。培养过程中微生物代谢放出的 热量在上升管中经喷淋冷却除去,为此,在上升管上部要装 冷却器。上升管和下降管的布置可以装在罐外，称为外循 环；也可以装在罐内，称为内循环。

气升环流式反应器

自学指导 气升式发酵罐也是应用最广泛的生物反应器,学生学习是要掌握气升式发酵罐工作原理，气升环流式反应器特点。 重点:气升式发酵罐工作原理,结构。 图1 气升式发酵罐实物照片 气升式发酵罐(ALR)（见图1）也是应用最广泛的生物反应设备。华南理工大学高孔荣教授等对这类反应器进行了较系统深入的研究并取得良好结果，部分已在发酵工厂和废水处理中应用。这类反应器具有结构简单、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等优点。目前世界上最大型的通气发酵罐就是气升环流式的，体积高达3000多立方米。 气升式反应器有多种类型，常见的有气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等，生物工业已经大量应用的气升式发酵罐有气升环流发酵罐（见图2）、气液双喷射气升环流发酵罐（见图3）、设有多层分布板的塔式气升发酵罐（见图4）。而鼓泡罐则是最原始的通气发酵罐，当然鼓泡式反应器没有设置导流筒，故未控制液体的主体定向流动。现以气升环流式反应器（见图2）为例说明其工作原理。 图2 气升环流式反应器

图3 气液双喷射气升环流反应器 图4 多层空气分布板的气升环流发酵罐 气升环流式反应器构造如图2所示，在反应器没有搅拌器，其中央有一个导流筒，将发酵醪液分为上升区（导流筒）和下降区（导流筒外），在上升区的下部安装了空气喷嘴（见图3），或环型空气分布管（见图5），空气分布管的下方有许多喷孔。加压的无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进发酵液中，从空气喷嘴喷入的气速可达250~300（米/秒），无菌空气高速喷入上升管，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡分割细碎，与导流筒的发酵液密切接触，供给发酵液溶解氧。由于导流筒形成的气液混合物密度降低，加上压缩空气的喷流动能，因此使导流筒的液体向上运动；到达反应器上部液面后，一部分气生泡破碎，二氧化碳排出到反应器上部空间，而排出部分气体的发酵液从导流筒上边向导流筒外流动，导流筒外的发酵液因气含率小，密度增大，发酵液则下降，再次进入上升管，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。

(完整)反应器初步设计说明书

1

目录 第 1 章反应器设计 (1) 1.1 反应器设计概述 (1) 1.2 反应器的选型 (1) 第 2 章催化剂 (3) 2.1 催化剂的选择 (3) 2.2 催化剂失活的原因 (3) 2.3 催化剂再生的方法 (3) 第 3 章丙烷脱氢反应器 (4) 3.1 主反应及副反应方程式 (4) 3.2 反应机理 (4) 3.3 动力学方程 (4) 3.3.1 催化反应动力学模型 (4) 3.3.2 失活动力学 (5) 3.4 反应器设计思路说明 (6) 3.4.1 反应条件 (6) 3.4.2 反应器类型的选择 (7) 3.4.3 反应器数学模拟 (7) 3.4.4 反应器体积的计算 (7) 3.5 催化剂设计 (11) 3.5.1 催化剂用量 (11) 3.5.2 催化剂来源 (11) 3.5.3 催化剂的装填 (11) 3.6 反应器内部结构设计 (11) 3.6.1 催化剂床层开孔 (11) 3.6.2 催化剂分布器 (12) 3.6.3 气体分布器 (12) 2

3.7 反应器管口计算 (12) 3.7.1 进料管(以第一台反应器为例) (12) 3.7.2 出料管 (13) 3.7.3 吹扫空气入口 (13) 3.7.4 催化剂进料口 (13) 3.7.5 催化剂出口 (13) 3.7.6 排净口 (13) 3.7.7 人孔 (14) 3.7.8 催化剂床层固定钢 (14) 3.8 加热炉 (14) 3.9 机械强度的计算和校核 (14) 3.9.1 反应器材料的选择 (14) 3.9.2 反应器筒体厚度的选择 (14) 3.9.3 反应器封头厚度的计算 (15) 3.9.4 液压试验校核 (16) 3.9.5 反应器强度校核 (16) 3.9.6 反应器封头的选择 (25) 3.10 设计结果总结(以第一台反应器为例) (26) 第 4 章乙炔选择性加氢反应器 (26) 4.1 概述 (26) 4.2 反应方程式 (27) 4.3 催化剂的选用 (27) 4.4 设计简述 (27) 4.5 在Polymath中的模拟与优化 (29) 4.6 选择性加氢反应器总结 (30) 第 5 章参考文献 (30) 3

加氢反应器

加氢反应器 中国石化集团洛阳石油化工工程公司黎国磊@2004 加氢反应器是加氢装置的核心设备。其操作条件相当苛刻。技术难度大，制造技术要求高，造价昂贵。所以人们对它备无论在设计上还是使用上都给予极大的重视。反应器的设计和制造成功，在某种意义上说是体现一个国家总体技术水平的重要标志之一。 对于这样重要、使用条件又很苛刻的设备，应该至少要满足以下几点要求： 应满足工艺过程各种运作方案的需要。 使用可靠性高。具体应体现在： 1.满足力学强度要求 2.具有可靠的密封性能 3.有较好的环境强度适应性 应便于维护和检修，所需时间短。 投资费用较低。 一、反应器技术发展梗概 随着加氢工艺技术的广泛应用，加氢工艺设备特别是反应器技术相应得到很快的发展与显著的进步。主要表现： 1安全使用性能越来越高。这也是整个技术发展过程所围绕的核心问题。 a)设计方法的更新 由“常规设计”即“规则设计”→以“应力分析为基础的设计”，即“分析设计” b)设计结构的改进 本体结构：单层→多层→更高级的单层 使用状态：冷壁结构→热壁结构 细部结构的改进 c)材料制造技术的发展，质量明显提高 体现在冶炼技术、热处理技术、分析技术等等方面。最终反映在材料的内质特性(纯洁性、致密性、均质性)非常优越 d)制造技术的进步 如制造装备、制造工艺、焊接技术(含堆焊技术)、热处理技术、检测技术等等都有很大进步。 2 为了获得较佳的经济效益，装置日趋大型化带来了反应设备的大型化。 具体见表格：

二、反应器本体结构特征 单层结构 钢板卷焊结构 锻焊结构 多层结构 绕带式 热套式 我国华南工大针对国外80年代初所开发的一种多层结构存在的某些缺点开发出了多层夹紧式结构。结构形式的选择一般是依据使用条件、反应器尺寸、经济性和制造周期等诸因素来确定。单层结构中的钢板卷焊结构和锻焊结构的选择，主要取决于制造厂的加工能力与条件以及经济上的合理性和用户的需要。但锻焊结构优点更多。 ?锻件的内质特性(纯洁性、致密性、均质性)好； ?焊缝少，特别是没有纵焊缝，从而提高了反应器耐周向应力的可靠性； ?制造装配易保证，制造周期短； ?可设计和制造成对于防止某些脆性损伤很有好处的结构； ?使用过程中对焊缝检查维护的工作量少，无损检测容易。 锻造结构的材料利用率比板焊结构低，当壁厚较薄时，其制造费用相对较高。一般，厚度大于～150mm时采用较合适，壁厚越厚，锻造结构的经济性更显优越。 三、反应器内件型式及作用 反应器内件设计性能的优劣将与催化剂性能一道体现出所采用加氢工艺的先进性。对于气液并流下流式反应器的内件，通常都设有入口扩散器、气液分配器、积垢篮、冷氢箱、热电偶和出口收集器等。 主要内件的作用、典型结构及注意要点

搅拌气升式生物反应器的研究进展

搅拌气升式生物反应器的研究进展 席仁荣，吴振强 （华南理工大学生物科学与工程学院，广东广州510640）摘要：搅拌气升式反应器作为一种新型高效的生物反应器，因为其独特的优势而越来越受到重视，具有良好的研究和应用前景。概述了搅拌气升式反应器的国内外研究进展，着重评述了搅拌气升式反应器相比于传统机械搅拌式反应器和气升式反应器的所体现出的优点，详细介绍和分析了该新型反应器的基本结构、流体力学性质及相关的重要表征参数，并对其在生物发酵和化工行业中的应用和发展进行了回顾和展望。 关键词：搅拌气升式反应器；传质性能；结构 中图分类号：TQ 050.1 文献标识码：A文章编号：1000–6613（2008）02–0218–05 Research progress of mechanically stirred airlift bioreactors XI Renrong，WU Zhenqiang （Collegy of Bioscience and Bioengineering，South China University of Technology，Guangzhou 510640，Guangdong， China） ABstract：The mechanically stirred air lift bioreactors are a kind of novel and high-performance bioreactors，which are paid more attention due to their excellent merits in recent years and may have a good prospest. The corrent research progress of mechanically agitated airlift bioreactors at home and abroad is summarized. The paper also compares the mechanically stirred air lift bioreactors with mechanically stirred bioreactors and air lift bioreactors and points out its strengths. Besides，the basic structure ，hydromechanics characteristics and relevant parameters of the novel bioreactors are introduced and analyzed in detail as well as their applications in fermentation and chemical industry in the future. Key words：mechanically stirred airlift bioreator；mass transfer performance；structure 气升式反应器和机械搅拌式反应器在生物发酵、化工等领域中得到了广泛应用[1]。气升式反应器在流体黏度相对不高、需要温和的搅拌[2]和氧传质要求较低[3－4]时非常有效，但操作弹性小、轴向梯度高径比（H/D）大、高黏度时相间传质差等不利因素制约了其发展。与其相比，传统的机械搅拌式反应器则有更广泛的操作应用范围，混合程度较高，但它们没有确定的混合模式、不能高速的通气、快速机械搅拌的剪切力对于丝状菌和动植物细胞的培养不利。为了扩展反应器的应用范围，许多研究者通过多种途径来改善它们的性能，包括改进反应器型式、结构、增加内构件等，其中，将搅拌式反应器与气升式反应器结合形成的新型机械搅拌气升式反应器因其能够同时解决传统搅拌和气升式反应器的一些限制而引起了国内外学者的广泛注意。在气升式反应器中合理设置搅拌，可有效地破碎细胞，扩大传质面积并增加循环速度及扰动，强化传递性能，获得足够高的氧传质效率和热传递性能，并且能耗可以缩减至传统搅拌系统的30％。Moo-Young等[5]较早地指出在气升式反应器的导流筒中加上一个低剪切力轴流搅拌桨，这可能是搅拌气升式反应器的最初模型，其性能优于单纯的气升式反应器。同样，这种搅拌气升式反应器已经被证明比传统的单层六平叶圆盘涡轮桨需氧发酵罐具有更高效率[4－6]。LüXiaoping 等[7]认为在高黏度介质的气升式反应器中，机械搅拌比静态混合器对传质的改善更有效。目前国内对这种新型混合反应器甚少有系统的

化学反应工程-模拟题三及答案

一、在体积为V 的反应器中进行液相等温反应P A →，已知反应速率为 2 A A kC r =-，求： （1）当CSTR 中的转化率为0.5时，若将反应器改为同体积的PFR ，反应条件不变，则转化率为多少？（9分） （2）当CSTR 中的转化率为0.5时，若将反应器体积增大10倍，反应条件保持不变，则转化率为多少？（9分） 二、在一个等温活塞流反应器中，发生不可逆气相基元反应A 2B →。反应物A 和稀释剂C 以等摩尔比加入，A 的转化率为90%。如果A 的摩尔进料流率减少一半，假设C 的进料流率保持不变，那么A 的转化率为多少？（18分） 三、有如下平行反应： 其动力学方程分别为：8 .15.02B A P C C k r =，3.01B A S C C k r =，其中121==k k ， （1）当A 和B 的初始浓度为L mol C C B A /1500==，均从反应器入口加入，计算A 的转化率为0.5时的瞬时选择性。（5分） （2）对该平行反应，采用怎样的操作方式可以提高反应过程的选择性？（10分） 四、假设某实验室有一非理想化学反应器，请问如何对这个反应器进行分析，如何求该反应器中反应物的转化率？（14分） 五、在球形催化剂上进行一级不可逆反应P A →，催化剂的粒径为 2.4mm ，气流主体中A 的浓度为1mol/m 3，测得单位床层表观反应速率 (－r A )obs ＝2.77×10-5 mol/(cm 3.s)，组分A 在颗粒内有效扩散系数为0.15cm 2/s ，外部传质系数为K G ＝30cm/s 。请问： （1）外扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（5分） （2）内扩散对反应过程是否有影响？可通过什么途径来消除该影响？（10分） 六、下表为转框反应器中测得的气固催化反应动力学数据： B A +) (P 主反应) (S 副反应

加氢反应器发展史

《文献综述》结课作业题目：鼓泡床加氢反应器的研究进展 学生姓名： 学号： 专业班级 指导教师： 2014年 9月1日

鼓泡床加氢反应器的研究进展 摘要 综述了我国炼油加氢反应器研制建造，发展历程和取得的成就，指出国内加氢反应器制造技术在以下几方面所面临的挑战: 压力容器新标准的颁布实施，需亟待完善加氢设备用材料的基础性能数据; 超大厚度和超大型筒节锻件及设备制造技术有待进一步完善; 尽早开展加氢反应器服役后的材料性能研究，为即将到来的设备延寿做好技术准备关键词：加氢反应器；材料；技术；进展 Research progress of bubbling bed hydrotreating reactor Abstract Review our refinery hydrogenationreactor designconstruction, development and achievements, pointed out that the manufacturing technology of domestichydrogenation reactor in the following aspects: thechallenge of new pressure vessel standards promulgated and implemented, needs to be perfected with theperformance data based hydrogen equipment; large thickness and super large cylinder forgings andequipment manufacturing technology to be further improved; as soon as possible to carry out and Study on material properties of the hydrogenation reactor after service, to prepare for the upcoming equipment life. Keywords：Hydrogenation reactor; Material; technology; Progress

化学反应工程-模拟题一及答案

一、在体积为2.5m 3的理想BR 反应器中进行液相等温一级基元反应A P →， k ＝2.78×10-3 s -1，进口摩尔流率F A0＝11.4 mol/s ，反应物A 初始浓度04/A C mol L =，求： （1）当反应器中A 的转化率为80％，求所需的时间？（6分） （2）若将反应移到CSTR 中进行，其它条件不变，求所需反应器体积？（6分） （3）若将反应移到PFR 中进行，其它条件不变，求所需反应器体积？（6分） 二、在一个等温活塞流反应器中进行气相反应：C B A →+2，该反应对A 和B 均是一级。反应器的入口体积流率为2.5L/min ，进料为等摩尔的组分A 和B 。入口温度和压力分别是727℃和10atm 。在此温度下的反应速率常数k ＝4L/mol ·min 。求： （1）反应器入口处（即X A =0时）A 的浓度？ （4分） （2）反应器入口处（即X A =0时）的反应速率？（4分） （3）当A 的转化率为40%时的浓度？（4分） （4）当A 的转化率为40%时的反应速率？（6分） 三、有如下平行反应： 其动力学方程分别为：3.01B A P C C k r =，8.15.02B A S C C k r =，其中121==k k ， （1）当A 和B 的初始浓度为L mol C C B A /2000==，A 和B 均从反应器入口加入，计算A 的转化率为0.9时的瞬时选择性。（6分） （2）对该平行反应，采用怎样的操作方式可以提高反应过程的选择性？（8分） 四、在非等温反应器操作过程中，可能出现多态现象，请问什么是多态现象？请判断下图所示中，哪些点是稳定操作点，哪些点是不稳定操作点，并分析其原因？（12分） B A +)(P 主反应→) (S 副反应→R(T),G(T)

加氢反应器项目可行性研究报告

加氢反应器项目 可行性研究报告 xxx投资公司

加氢反应器项目可行性研究报告目录 第一章概述 第二章项目建设背景及必要性分析第三章项目市场分析 第四章建设内容 第五章选址方案评估 第六章建设方案设计 第七章工艺先进性分析 第八章环保和清洁生产说明 第九章安全生产经营 第十章风险防范措施 第十一章节能方案 第十二章项目实施进度 第十三章项目投资计划方案 第十四章经济收益分析 第十五章招标方案 第十六章总结评价

第一章概述 一、项目承办单位基本情况 （一）公司名称 xxx投资公司 （二）公司简介 公司满怀信心，发扬“正直、诚信、务实、创新”的企业精神和“追 求卓越，回报社会” 的企业宗旨，以优良的产品、可靠的质量、一流的服 务为客户提供更多更好的优质产品。 公司通过了GB/ISO9001-2008质量体系、GB/24001-2004环境管理体系、GB/T28001-2011职业健康安全管理体系和信息安全管理体系认证，并获得CCIA信息系统业务安全服务资质证书以及计算机信息系统集成三级资质。 公司一直注重科研投入，具有较强的自主研发能力，经过多年的产品 研发、技术积累和创新，逐步建立了一套高效的研发体系，掌握了一系列 相关产品的核心技术。公司核心技术均为自主研发取得，支撑公司取得了 多项专利和著作权。 （三）公司经济效益分析 上一年度，xxx投资公司实现营业收入5865.36万元，同比增长27.23%（1255.35万元）。其中，主营业业务加氢反应器生产及销售收入为 5325.53万元，占营业总收入的90.80%。

根据初步统计测算，公司实现利润总额1541.74万元，较去年同期相比增长371.99万元，增长率31.80%；实现净利润1156.31万元，较去年同期相比增长209.09万元，增长率22.07%。 上年度主要经济指标 二、项目概况